1. "Genetické rozdíly" mezi dvěma typy baterií
Ačkoli jsou v centru pozornosti jako technologie baterií nové{0}}baterie{0}}polovodičové baterie i sodné{1}iontové baterie-, jejich základní logika vyžadující CNT je zcela odlišná.
Cílem pevných-baterií je „bezpečnější a energeticky vyšší“ - nahrazení kapalných elektrolytů pevnými-elektrolyty, aby se zásadně vyřešil problém tepelného úniku. Kompromisem je však-slabý pevný-kontakt na pevném rozhraní a nízká účinnost přenosu iontů, což jsou největší překážky industrializace pevných-baterií.
Cílem sodíkových-iontových baterií je „levnější a udržitelnější“. - Zdroje sodíku jsou bohaté a cena je mnohem nižší než u lithia. Kompromis-je v tom, že iontový poloměr sodíku je o 34 % větší než u lithia, což ztěžuje interkalaci a deinterkalaci. Kromě toho je vlastní elektrická vodivost materiálů slabá, což má za následek přirozeně nízkou hustotu energie.
Různé „geny“ těchto dvou typů baterií určují zcela odlišné role, které CNT v každém hrají.
2. Pevné-baterie: SWCNT jsou „klíčovým aktivačním materiálem“
2.1 Tři hlavní překážky polovodičových-baterií
Přesun pevných-baterií z laboratoře do sériové výroby čelí třem hlavním výzvám:
| Úzké místo | Specifický projev |
|---|---|
| Vysoká impedance rozhraní | Nedostatečný kontakt mezi pevným elektrolytem a elektrodou; transport iontů ztížen |
| Nízká účinnost přenosu iontů/elektronů | Absence smáčení kapalným elektrolytem; neúplná vodivá síť |
| Špatná mechanická stabilita | Změny objemu během nabíjení/vybíjení vedou k delaminaci rozhraní |
2.2 Jedinečná hodnota SWCNT
Výzkum Shandong Tanfeng naznačuje, že SWCNT mohou systematicky řešit tyto tři překážky:
Za prvé, vytvoření trojrozměrné{0}}vodivé sítě.SWCNT mají jednorozměrnou nanostrukturu a přenos balistických elektronů s elektrickou vodivostí 1000krát vyšší než měď. Pouze s malým přídavkem mohou vytvořit trojrozměrnou souvislou vodivou síť uvnitř elektrody, což výrazně zlepšuje elektronickou vodivost polovodičových-baterií a snižuje vnitřní odpor.
Za druhé, zlepšení mezifázového kontaktu.Vysoká flexibilita SWCNT jim umožňuje těsně se přizpůsobit mikro{0}}mezerám mezi elektrodou a elektrolytem, což snižuje kontaktní ztráty a účinně snižuje impedanci rozhraní.
Za třetí, rozšíření objemu vyrovnávací paměti.Anody na bázi křemíku -zaznamenají expanzi objemu až o 300 % během nabíjení/vybíjení, což může snadno vést k rozmělnění částic a kolapsu struktury. SWCNT mohou tvořit flexibilní podpůrnou síť mezi částicemi křemíku, fungující jako „nano-pružiny“, které absorbují napětí, udržují integritu elektrod a výrazně prodlužují životnost baterie.
2.3 Průmyslové ověření: Již používá Shandong Tanfeng
Zákazníky společnosti Shandong Tanfeng jsou velké tuzemské společnosti, které zkoumají a vyvíjejí polovodičové -polo{1}}polovodičové-baterie. Společnost drží určitý podíl na dodávkách CNT v oblasti pevných-baterií a dodává související produkty mnoha zámořským výrobcům-pevných baterií.
Klíčový závěr:U polovodičových-baterií jsou SWCNT „povinné-mít“, nikoli „příjemné-mít-“.
3. Sodíkové-iontové baterie: CNT jsou „zlepšovačem výkonu“
3.1 Problém vodivosti sodíkových-iontových baterií
Materiály používané v sodíkových-iontových bateriích mají ze své podstaty slabou elektrickou vodivost a nízkou hustotu energie. Proto vyžadují lepší vodivé přísady, aby se odpovídajícím způsobem přizpůsobily, snížily zabírání prostoru, zvýšily objemovou hustotu energie a vytvořily účinnou vodivou síť.
Akademický výzkum také potvrdil důležitou aplikační hodnotu CNT v sodíkových-iontových bateriích. Uhlíkové materiály se svou vysokou elektrickou vodivostí, strukturní rozmanitostí a nízkou cenou byly široce studovány pro použití jako anody v sodíkových-iontových bateriích. CNT se svým vysokým specifickým povrchem a vynikajícím elektrochemickým výkonem přitáhly významnou pozornost v oblasti sodíkových-iontových baterií.
3.2 Základní požadavky na sodíkové-iontové baterie pro CNT
Na rozdíl od pevných-baterií se požadavky sodíkových-iontových baterií pro CNT odrážejí především v následujících aspektech:
| Rozměr požadavku | Konkrétní obsah |
|---|---|
| Konstrukce vodivých sítí | Kompenzuje přirozeně slabou elektrickou vodivost materiálů |
| Zlepšení schopnosti sazby | Zlepšuje kinetiku interkalace/deinterkalace sodíkových iontů |
| Kompenzace hustoty energie | Dosahuje vyšší kapacity v omezeném prostoru |
Hlavními výrobci, kteří v současné době zkoumají sodíkové-iontové baterie, jsou zákazníci společnosti a někteří zákazníci již použili produkty SWCNT společnosti ve svých programech výzkumu a vývoje sodíkových baterií.
To znamená, že i pro „nízko{0}}nákladovou“ sodíkovou-iontovou baterii vyžadují špičková-řešení také vysoce-výkonné SWCNT, které je podporují.
4. Srovnání použití: Intenzita poptávky po CNT napříč různými systémy
Dva scénáře použití křemíkových -uhlíkových anod a ternárních katod s vysokým -niklem mají vyšší požadavky na výkon, a proto vyžadují větší množství CNT.
Logika tohoto hodnocení je jasná:
Pevné-bateriezahrnují složité problémy, jako jsou pevná{0}}pevná rozhraní a rozšiřování objemu, což vede k nejvyšší intenzitě poptávky po CNT (zejména SWCNT).
Sodíkové-iontové baterie, ačkoli vyžadují CNT ke zlepšení vodivosti, mají celkové požadavky na výkon, které jsou méně přísné než požadavky na křemíkové -uhlíkové anody a vysoko-niklové ternární katody, a proto vyžadují relativně menší množství.
Z hlediska technologického plánu a na základě základních charakteristik materiálů budou mít technologické cesty s vysokými požadavky na výkon, jako jsou polovodičové{0}baterie, silnější poptávku po produktech SWCNT.
5. Průvodce výběrem: Jedna tabulka pro pochopení vaší volby
| Typ baterie | Základní výzva | Role CNT | Doporučený typ | Trend využití |
|---|---|---|---|---|
| Pevný-stav | Vysoká impedance rozhraní, slabý pevný-kontakt | Vybudovat vodivou síť, rozšířit objem vyrovnávací paměti, zlepšit rozhraní | Především SWCNT | Vysoká poptávka, neustále roste |
| Polo-Pevný-stav | Stabilita rozhraní | Stejné jako v pevném stavu-, s mírně nižšími požadavky | SWCNT + MWCNT hybrid | Relativně vysoká poptávka |
| Sodík-Ion | Slabá vodivost, nízká hustota energie | Zlepšete efektivitu vodivé sítě | Primárně SWCNT (pro vyšší-end) | Umírněné, rostoucí s industrializací |
| Konvenční lithium-iontová | Náhrada vodivé přísady | Vyměňte saze, zvyšte rychlostní schopnost | Primárně MWCNT | Stálý růst |
Shrnutí v jedné větě:
Pevné-baterie:SWCNT jsou zásadní, mají vysoké využití a silnou poptávku.
Sodné-iontové baterie:CNT (zejména SWCNT) jsou potřebné ke zlepšení výkonu, ale požadované množství je relativně menší.
6. Výhody Shandong Tanfeng
Jako profesionální výrobce CNT nabízí naše celkové uspořádání v oblasti polovodičových -baterií a sodíkových{1}}iontových baterií následující výhody:
Za prvé, úplné pokrytí produktové řady.Dodáváme produkty SWCNT i MWCNT, které splňují potřeby různých technologických cest, jako jsou pevné-baterie, polo{1}}pevné-baterie a sodíkové-iontové baterie.
Za druhé, přední ověřování industrializace.Naše produkty SWCNT byly testovány u několika předních společností zabývajících se solid{0}}baterií a sodíkovými-iontovými bateriemi. Někteří již provedli malé-dávkové zásilky a náš postup ověřování zákazníků se ujímá vedení.
Za třetí, zajištění výrobní kapacity.Díky neustálému rozšiřování naší výrobní kapacity SWCNT můžeme zákazníkům poskytovat stabilní, šaržové-dodávky produktů a nabízet materiálové záruky pro industrializaci pevných-baterií a sodíkových-iontových baterií.
Za čtvrté, technická podpora aplikace.S ohledem na speciální potřeby pevných-baterií a sodíkových{1}}iontových baterií poskytujeme komplexní technickou podporu-od procesů disperze a optimalizace složení až po testování článků-pomáháme zákazníkům rychle dokončit integraci materiálů.
V současné době jsou naše produkty CNT široce používány v nových energetických vozidlech, skladování energie, spotřební elektronice a dalších oblastech. Vzhledem k tomu, že se industrializace polovodičových-baterií a sodíkových{2}}iontových baterií zrychluje, těšíme se na spolupráci s dalšími zákazníky, abychom pokročili v zavádění technologií baterií nové-generace.