Při výběru vodivých přísad pro lithiové baterie je vodivá pasta z uhlíkových nanotrubiček základním materiálem pro zlepšení vodivé sítě elektrod a snížení vnitřního odporu baterie. Mnoho konstruktérů lithiových baterií má otázku: je vyšší obsah pevných látek vždy lepší pro vodivou pastu z uhlíkových nanotrubiček? Mnoho kupujících věří, že vysoký obsah pevných látek se rovná vysokému výkonu, slepě sledují vyšší ukazatele obsahu pevných látek, ale ve skutečné výrobě se často setkávají s problémy, jako je viskozita přesahující normy, aglomerace a špatný povlak. Obsah pevných látek je pouze jedním indikátorem pasty; nelze na něj pohlížet izolovaně od úrovně rozptylu, procesu výrobní linky a systému baterií. Pouze pevný obsah, který odpovídá vašim vlastním výrobním podmínkám, je optimálním řešením.
1. Vyšší obsah pevných látek není vždy lepší; Musí být v souladu s celkovým procesem
Pevný obsah vodivé pasty z uhlíkových nanotrubiček není lepší, když je vyšší. V závislosti na dispergačním procesu, reologických vlastnostech a následném potahovacím zařízení existuje rozumný rozsah. Slepé sledování vysokého obsahu pevných látek místo toho způsobí pokles výtěžnosti baterie.
Uhlíkové nanotrubice samy o sobě mají velký poměr stran a vysoký specifický povrch, díky čemuž jsou velmi náchylné k zamotání a aglomeraci. Když obsah pevných látek překročí práh procesu, další zvyšování obsahu pevných látek způsobí exponenciální nárůst viskozity systému. I když samotný prášek CNT má vynikající kvalitu, pokud proces dispergace nemůže udržet krok, zapletení CNT nelze zcela otevřít za podmínek vysokého obsahu pevných látek, což má za následek velké množství aglomerovaných částic. To se projevuje jako černé skvrny a dírky na elektrodové desce, což vytváří riziko mikro-zkratu baterie.
Podle testovacích údajů z odvětví vodivých přísad pro lithiové baterie je komerční pevný obsah běžné vodivé pasty MWCNT založené na NMP-na trhu koncentrován v rozmezí 4 %-8 %; vodivá pasta CNT na vodní bázi se většinou udržuje v rozmezí 2–5 %; Vodivá pasta SWCNT má díky své vyšší vodivé účinnosti nižší účinné množství přídavku CNT.
Shandong Tanfeng, hluboce zkušený v zakázkové výrobě vodivé pasty CNT, zákazníkům slepě nedoporučuje produkty s ultra-vysokým{1}}pevným-obsahem. Místo toho, na základě zákaznického míchacího zařízení, lakovacího stroje a systému anody/katody, poskytuje pastové řešení, které synergicky odpovídá obsahu pevných látek, viskozitě a velikosti částic, čímž se vyhne rizikům zpracování způsobeným vysokým obsahem pevných látek ze zdroje.
2. Hlavní výhody vodivé pasty CNT s vysokým-pevným-obsahem
Kvalifikovaná vodivá pasta CNT s vysokým-pevným{1}}obsahem poskytuje základní hodnotu ve třech rozměrech: snížení nákladů, snížení rozpouštědel a zlepšená účinnost míchání, díky čemuž je vhodná pro velké-výrobní linky na lithiové baterie.
Snížení nákladů na přepravu a skladování:Při stejném efektivním přiváděném množství CNT má pasta s vysokým -pevným{1}}obsahem menší celkovou hmotnost produktu, čímž se snižuje logistický a skladovací tlak z rozpouštědla, se zřejmými cenovými výhodami pro velkoobjemové nákupy.
Snížená spotřeba rozpouštědel a nižší spotřeba energie při sušení:Méně NMP nebo vodního rozpouštědla je přiváděno během následného míchání kaše, množství těkavých rozpouštědel během potahování elektrodové desky a sušení je sníženo, což snižuje spotřebu energie na sušení a přizpůsobuje se výrobním potřebám na snížení uhlíku.
Pohodlnější podávání kejdy:Pasta s vysokým -tuhým- obsahem má vyšší podíl účinných CNT, vyžaduje méně přiváděného množství do hlavních materiálů lithiové baterie, zkracuje dobu míchání kaše a snižuje interferenci ředění vnějšího rozpouštědla na složení katodového a anodového systému.
Následující tabulka poskytuje kvantitativní srovnání výhod vodivých past CNT s různým obsahem pevných látek:
| Srovnávací rozměr | Standardní pasta s pevným obsahem (4–5 %) | Pasta s vysokým obsahem pevných látek (6–8 %) | Autoritativní reference |
|---|---|---|---|
| Krmná hmota za stejné efektivní množství CNT | 1000 kg | 500-625 kg | Průmyslová naměřená vodivá aditiva pro lithiové baterie |
| Podíl vneseného rozpouštědla | 95-96% | 92-94% | Termogravimetrický standard pro testování obsahu pevných látek |
| Prostor skladu obsazen | Velký | Snížené o 30–45 % | Skutečná kalkulace továrního skladu |
| Rušení rozpouštědlem zaváděné při výrobě kejdy | Relativně vysoká | Nízký | Zpětná vazba procesu výroby kalu z baterie |
Shrnutí:Výhody vysokého obsahu pevných látek jsou založeny na předpokladu, že disperze suspenze je kvalifikovaná a viskozita je řiditelná. Pokud disperze selže, nelze realizovat žádnou z výše uvedených výhod.
3. Hlavní nevýhody a produkční problémy s vysokým-pevným-obsahem CNT vodivé pasty
Vodivá pasta CNT s vysokým-pevným{1}}obsahem má vyšší technický práh a je náchylná k problémům, jako je mimo kontrolu viskozita, snížená stabilita při skladování a prudce zvýšená obtížnost disperze, což vyžaduje přísné suroviny a výrobní procesy.
Uhlíkové nanotrubice mají velký specifický povrch. Když se obsah pevných látek zvýší, vzdálenost mezi molekulami CNT uvnitř systému se zmenší, mezimolekulární síly zesílí a výrazně se změní reologické vlastnosti suspenze. Hlavní bolestivé body jsou čtyři:
Stoupající viskozita a zhoršené reologické vlastnosti:U stejné suroviny CNT může každé zvýšení obsahu pevných látek o 1-2 procentní body způsobit znásobení viskozity. Nadměrná viskozita může způsobit potíže při míchání v továrnách na lithiové baterie, ucpávání filtračních sít během filtrace a špatné vyrovnávání a defekty pruhů během potahování.
Snížená stabilita při skladování, náchylnost ke gelovatění a sedimentaci:Ve stavu s vysokým-pevným-obsahem jsou CNT náchylnější k sekundární aglomeraci. Po dlouhodobém-skladování dochází ke gelovatění a vrstvení, což vyžaduje před použitím vysokou{4}}intenzitu míchání. Pokud je míchání nedostatečné, má to přímý vliv na kvalitu listu elektrody.
Náročnější výroba:K výrobě dobré pasty s vysokým-pevným-obsahem jsou zapotřebí speciální formulace surovin CNT, speciální dispergační činidla a více{2}}stupňové procesy broušení smykem. Běžné výrobní procesy přímo vyrábějící pastu s vysokým-pevným{5}}obsahem budou mít za následek velké množství aglomerace CNT a velikost částic D90 překračující standardy.
Nižší tolerance složení:Při výrobě bateriového kalu je pasta s vysokým-pevným{1}}obsahem citlivější na teplotu, vlhkost a rychlost míchání. Malé fluktuace procesu mohou ovlivnit konečný výkon elektrodového listu.
| Srovnávací rozměr | Standardní pasta s pevným obsahem (4–5 %) | Pasta s vysokým obsahem pevných látek (6–8 %) | Průmyslově naměřená data |
|---|---|---|---|
| Rozsah viskozity kalu (mPa·s) | 2000-6000 | 6000-15000 | Rotační viskozimetr na 25 stupňů |
| Doba skladovací stability | 6 měsíců | 3-4 měsíce | Podmínky skladování při pokojové teplotě |
| Riziko aglomerace | Relativně nízká | Výrazně zvýšené | Monitorování analyzátoru velikosti částic D50/D90 |
| Tolerance následného procesu | Vysoký | Nízký | Zpracujte zprávy z předních továren na baterie |
Společnost Shandong Tanfeng provedla optimalizaci procesů pro problematické body pasty s vysokým-pevným{1}}obsahem. Prostřednictvím prosévání surovin CNT, přizpůsobených disperzních systémů a vícestupňových vysokotlakých homogenizačních procesů{4}} dosahuje vyššího obsahu pevných látek, přičemž udržuje viskozitu v rozumném rozsahu a snižuje riziko gelovatění. Všechny produkty procházejí před odesláním testováním viskozity, velikosti částic a stability sedimentace, což zákazníkům poskytuje hotovou pastu, kterou lze přímo použít na stroji, což snižuje-náklady na ladění na místě.
4. Jak zjistit, zda jste vhodní pro standardní nebo vysoce vodivá pasta CNT s -pevným-obsahem
Jádro výběru závisí na mísící schopnosti výrobní linky, nanášecím zařízení a systému baterií, nikoli pouze na počtu pevných látek. Prioritou je zajistit-výkon zpracování ve stroji.
Lze odkázat na následující logiku výběru:
Velké továrny na baterie a akumulátorys dostatečným výkonem míchací nádrže a úplnými podmínkami testování kalu může upřednostnit hodnocení kvalifikované vodivé pasty CNT s vysokým-pevným{1}}obsahem, aby bylo možné realizovat výhody snížení nákladů.
Malé a střední-továrny na baterie a laboratorní pilotní-stupněs omezeným výkonem míchacího zařízení by měla upřednostňovat 4-5% standardní pastu s pevným obsahem, která nabízí širší procesní okno a snižuje riziko selhání ladění.
anodové systémy-na bázi křemíku,které jsou citlivé na reologii a stabilitu kaše, by neměly slepě volit produkty s ultra-vysokým-vysokým obsahem-suspenzí; prioritou by měly být odpovídající třídy kompatibilní s-systémem{4}}na bázi vody.
vodivá pasta SWCNT,díky své vysoké vodivé účinnosti nevyžaduje sledování vysokého obsahu pevných látek; důraz by měl být kladen na účinné množství přidaného CNT.
Průmyslový tip:Mnoho kupujících snadno zaměňuje celkový pevný obsah s účinným obsahem CNT. Celkový obsah pevných látek zahrnuje CNT + dispergační činidlo. Při nákupu nezapomeňte zkontrolovat efektivní ukazatel obsahu CNT, nejen celkový obsah pevných látek.
5. Jak vybrat vodivou pastu CNT s vysokým-pevným-obsahem?
Vyšší obsah pevných látek ve vodivé pastě CNT neznamená lepší výkon. Vysoký obsah pevných látek je dvousečný- meč. Výhodou je snížení nákladů a snížení rozpouštědel; nedostatky jsou zvýšená obtížnost disperze, viskozita a tlak stability při skladování. Vyrovnání-musí být provedeno na základě podmínek vaší vlastní výrobní linky.
Solidní obsah je pouze jedním z mnoha ukazatelů. Při hodnocení vodivé pasty CNT je třeba zkoumat více ukazatelů současně: efektivní obsah CNT, viskozitu, distribuci velikosti částic, stabilitu při skladování, obsah kovových nečistot atd. Pokud to podmínky výrobní linky dovolí, lze zvolit produkty s vysokým -pevným obsahem- od výrobců s vyzrálými procesy. Pokud jsou podmínky zařízení průměrné, standardní pasta s pevným obsahem může místo toho přinést stabilnější výtěžek produkce.
Jako profesionální výrobce vodivých past CNT má Shandong Tanfeng produkty s více{0}}specifikacemi pro systémy na bázi NMP-i vody-. Může poskytnout vyzrálou standardizovanou standardní pastu s pevným obsahem a může také na zakázku -vyvinout ovladatelnou-vodivou pastu CNT s vysokým-tuhým{7}}obsahem na základě zařízení výrobní linky zákazníka a složení baterií, poskytovat služby testování vzorků, technickou koordinaci a ladění procesů, aby se společnosti vyrábějící baterie vyhnuly mylné představě o výběru, že se budou dívat pouze na pevný obsah.
FAQ
Otázka: Má vodivá pasta CNT s vysokým-pevným{1}}obsahem vždy silnější vodivost?
A: Ne nutně. Pokud selže disperze pasty s vysokým-pevným-obsahem a CNT jsou silně aglomerovány, vodivost se ve skutečnosti snižuje. Co skutečně určuje vodivost, je efektivní obsah CNT a disperzní stav, nikoli celkový obsah pevných látek.
Otázka: Lze pastu s vysokým-pevným{1}}obsahem naředit vodou nebo NMP na místě-?
Odpověď: Svévolné ředění-na místě se nedoporučuje. Ředění naruší adsorpční rovnováhu disperzantu a snadno spustí sekundární aglomeraci. Pokud je nutná úprava, doporučuje se, aby výrobce dokončil úpravu složení před odesláním.
Otázka: Jak vysokého může dosáhnout obsah pevných látek ve vodivé pastě CNT-na bázi vody?
Odpověď: Běžný obsah pevných látek komerční vodivé pasty CNT-na vodní bázi je 2-5 %. Kvůli omezením disperzního systému na bázi vody- je obtížné dosáhnout stejně vysokého obsahu pevných látek jako u systémů na bázi NMP. Násilné zvyšování obsahu pevných látek způsobí prudké zhoršení viskozity.