Завдяки ітераційній модернізації високо-нікелевих NCM, середніх-–-низьких кремнієвих кремнієвих-вуглецевих анодів та натрієвих-іонних акумуляторів провідна суспензія з кількох-вуглецевих нанотрубок із стінками отримує визнання все більшої кількості компаній, що займаються виробництвом батарей, за її переваги в збалансованості провідності та стабільності масового виробництва. Ринок пропонує дві основні версії: суспензію-на водній основі та суспензію на основі олії-NMP. Багато співробітників R&D легко плутають межі сумісності під час відбору. Коли система розчинників суспензії та сполучний не збігаються, виникає ряд проблем, включаючи агломерацію, аномальну в’язкість і швидку деградацію електродного циклу. З’ясування відмінностей між суспензіями мало{12}}вуглецевих нанотрубок на основі води-та NMP на основі-олії та зіставлення їх із відповідними сполучними системами може повністю розкрити переваги провідності малостінних вуглецевих нанотрубок-. Shandong Tanfeng може постачати провідні суспензії з кількома стінками-вуглецевих нанотрубок як на водній, так і на масляній основі, з адаптацією рецептури для різних зв’язуючих речовин, повними посиланнями на застосування та допомогою клієнтам уникнути втрат під час випробувань, спричинених помилками сумісності.
I. Основні суттєві відмінності між шламом-на водній-основі-CNT та шламом-на основі олії NMP
Основна відмінність між двома типами електропровідної суспензії з кількох{0}}вуглецевих нанотрубок полягає в дисперсійному середовищі та супровідному складі диспергатора, який безпосередньо визначає сумісні типи сполучного. Їх не можна довільно змішувати-.
Провідна суспензія з кількох-вуглецевих нанотрубок на основі нафти-NMP використовує NMP як розчинник для дисперсії з компонентами диспергуючого-розчинного масла. Провідна суспензія з кількох-вуглецевих нанотрубок на водній основі використовує деіонізовану воду як середовище з усіма диспергаторами, сумісними з водною-фазою. Якщо суспензію-на основі олії додавати до резервуару-для виготовлення шламу-або суспензію-на основі води додавати до системи NMP, диспергатор випадатиме в осад, і кілька{11}}вуглецевих нанотрубок зі стінкою піддаватимуться-великомасштабній флокуляції та агломерації, що робить суспензію безпосередньо неефективною.
| Елемент порівняння | Суспензія на основі-CNT NMP-нафти з декількома стінками | Кілька-стінний шлам на водній-основі CNT | Довідкова основа |
|---|---|---|---|
| Дисперсійне середовище | Розчинник NMP | Деіонізована вода | Промислові стандарти провідної рідини для літієвих батарей |
| Властивість диспергатора | Масло{0}}розчинний | Водо-розчинний | Дані тестування складу суспензії |
| Основний сумісний електрод | Катод | Анод (кремній-вуглецевий, графітовий, натрієвий-анод) | Статистика промислового застосування |
| Характеристики випаровування матеріалу | Потрібна система відновлення NMP | Випаровування при кімнатній температурі, відновлення розчинника не потрібне | Практика заводської виробничої лінії |
| Вимоги щодо-захистів від замерзання для зберігання | Не схильний до вимерзання | Замерзає і виходить з ладу нижче 0 градусів | Специфікації застосування продукту |
Кілька-провідних суспензій вуглецевих нанотрубок Shandong Tanfeng із стінками вже завершили відповідність диспергатора для відповідної системи розчинників на заводі. Специфікація чітко вказує застосовні сценарії, щоб уникнути помилок змішування клієнтом.
II. Системи зв’язувального матеріалу, сумісні з провідним суспензією на основі NMP{1}}масло-CNT
Провідна суспензія вуглецевих нанотрубок із -масляною-основою-стінкою NMP в основному сумісна зі зв’язуючими на основі-масляної-типу PVDF, не сумісна зі зв’язуючими-на водній основі та здебільшого використовується в процесах виготовлення суспензії-катодів літієвих батарей.
Провідна суспензія з кількох- вуглецевих нанотрубок на масляній основі має дисперсійне середовище, повністю гомологічне зв’язуючому PVDF, що забезпечує хорошу сумісність.
Тип гомополімеру PVDF:Загальний для звичайних NCM катодів і LFP катодів, з чудовою сумісністю. Кілька-вуглецевих нанотрубок зі стінкою можна рівномірно розподілити в сполучному розчині, утворюючи стабільну провідну мережу.
Модифікований PVDF:Модифіковані зв’язувальні речовини PVDF спеціально для NCM з високим-нікелем також добре сумісні з провідною суспензією мало-вуглецевих нанотрубок на масляній-основі, що відповідає вимогам системи з високим-нікелем до стабільності межі.
⚠️ Примітка:Провідну суспензію-на масляній основі-вуглецевих нанотрубок не можна додавати до зв’язуючих-на водній основі, таких як CMC та SBR. Додавання води призведе до випадання осаду ПВДФ, а суспензія стане гелем і буде видалена.
Заводський корпус:У проекті -катода з високим вмістом нікелю використовувався провідний суспензію Shandong Tanfeng-NMP-на основі кількох{2}}вуглецевих нанотрубок із модифікованим зв’язуючим PVDF. Реологія суспензії була стабільною, внутрішній опір електрода значно зменшився, а стабільність циклу була хорошою.
III. Системи сполучного матеріалу, сумісні з провідним суспензією на водній-основі-CNT із стінками
Провідна суспензія вуглецевих нанотрубок із кількома стінками-на водній основі-сумісна з зв’язуючими анодами-водної фази, головним чином CMC-SBR, а також сумісна з PAA, PI, LA133 та іншими широко використовуваними зв’язуючими-вуглецевими анодами. Суворо заборонено змішувати із сполучним розчином на основі олії-NMP.
Провідна суспензія з кількох-вуглецевих нанотрубок на водній-основі в основному використовується для графітових анодів, кремнієвих-вугільних анодів і твердих вугільних анодів-іонів натрію.
Система CMC-SBR:Основний сполучний для звичайних графітових анодів. Водопровідні диспергатори Shandong Tanfeng із кількома стінками-вуглецевих нанотрубок були оптимізовані для цієї системи, що робить дрейф в’язкості малоймовірним.
PAA, PI поліімід:Зазвичай використовувані сполучні речовини для кремнієвих-вуглецевих анодів із середнім-–-високим вмістом кремнію. Кількастінні вуглецеві нанотрубки на водній-основі-можна поєднувати з ними, щоб буферизувати розширення кремнію-вуглецю та підтримувати провідну мережу.
LA133 Поліакрилова кислота-Тип сполучного:Сполучна речовина, яка зазвичай використовується для анодів-іонів натрію, добре сумісна з провідною суспензією-на водній основі-вуглецевих нанотрубок.
| Підшивка | Сумісний із шламом на водній-основі-стінок | Основні сценарії застосування |
|---|---|---|
| CMC-SBR | ✅ | Графітовий анод, кремній-вуглецевий анод із низьким-кремнієм |
| PAA/PI | ✅ | Кремній-вуглецевий анод із середнім{0}}–-високим вмістом кремнію |
| LA133 | ✅ | Анод-іонно-натрієвої батареї |
| PVDF | ❌ | Катод на масляній- основі, не можна змішувати |
Практична порада:У водні системи SBR латекс слід додавати на пізнішому етапі. Щоб запобігти деемульгації SBR, не перемішуйте його з провідною суспензією мало{1}}вуглецевих нанотрубок на високій швидкості.
IV. Критерії відбору для шламу на водній-мало-стінчастій основі CNT порівняно з шламом на-нафтовій основі NMP
Пріоритет вибирайте версію розчинника на основі системи електродів. Для катодів віддавайте пріоритет провідній суспензії вуглецевих нанотрубок із кількома стінками-на основі NMP-олії. Для анодів віддайте перевагу провідній суспензії з кількох-вуглецевих нанотрубок на основі води. Не вибирайте довільно перехресну-систему задля спрощення матеріалів.
Катод літієвої батареї (LFP, NCM, високо-нікель):Середовищем для-творення суспензії є NMP, а сполучною речовиною є PVDF. Безпосередній вибір провідної суспензії з кількох-вуглецевих нанотрубок на основі-нафти NMP.
Анод літієвої батареї (графітовий, кремнієвий-вугільний анод):Середовищем для-утворення суспензії є деіонізована вода, а сполучною речовиною є CMC-SBR/PAA. Виберіть водопровідну суспензію-з кількома{4}}вуглецевими нанотрубками.
Натрій-іонний акумулятор:Для катодів на-масляній основі оберіть суспензію на-масляній основі; для водних твердих вуглецевих анодів виберіть провідну суспензію -на основі кількох{3}}вуглецевих нанотрубок на водній основі.
Деякі дослідники сподіваються використовувати одну провідну суспензію як для катодів, так і для анодів. Такий підхід несе в собі високий ризик. Після використання між-систем диспергатори несумісні, створюючи приховані небезпеки, такі як агломерація, засмічення сітки, виїмки на електродах і погіршення циклу.
Провідні суспензії Shandong Tanfeng із кількома стінками-вуглецевих нанотрубок на водній-і масляній-основі розроблені з різними сортами, при цьому перевірка сумісності проводиться окремо для катодних і анодних сполучних речовин. Клієнти можуть безпосередньо вибирати відповідно до своєї електродної системи, зменшуючи навантаження на налагодження рецептури.
V. Загальні моменти уникнення підводних каменів під час використання сумісності
Навіть якщо вибрано правильну версію розчинника, неправильна послідовність подачі, процеси перемішування або зберігання матеріалу можуть призвести до поганої сумісності. Необхідна стандартизація всього процесу-вироблення гною.
Суворо заборонити перехресне-змішування:Нафтова-суспензія з кількома стінками-не повинна додаватися до резервуарів для води; суспензія на водній-основі-невеликих стінок не повинна змішуватися в системах нафтової-фази NMP.
Послідовність годування:Провідну суспензію малостінних вуглецевих нанотрубок бажано попередньо змішати на низькій швидкості з відповідним матковим розчином розчинника та сполучного перед додаванням активних матеріалів. Пряме згодовування сухого порошку не рекомендується.
Температура注意 для водних систем:Уникайте зберігання провідної суспензії -на водній основі- вуглецевих нанотрубок нижче 0 градусів, щоб уникнути пошкодження дисперсійної системи від замерзання.
Спочатку малий{0}}випробувальний процес:Переходячи на новий сорт в’яжучого, спочатку проведіть невеликий тест на сумісність рецептури, спостерігайте за стабільністю в’язкості суспензії, а потім збільшуйте виробництво.
Документація Shandong Tanfeng містить рекомендовану послідовність подачі та параметри перемішування. Коли підшивки змінюються, ми можемо допомогти клієнтам у проведенні невеликих-випробувань сумісності, щоб заздалегідь визначити ризики сумісності.
Провідна суспензія мало{0}}вуглецевих нанотрубок із стінками поділяється на версії на основі-нафти й води-. Суспензія на основі олії-NMP сумісна зі сполучними речовинами на основі олії-PVDF і переважно використовується для катодів акумуляторів. Суспензія на водній- основі сумісна з CMC-SBR, PAA, PI, LA133 та іншими зв’язуючими-на водній основі та переважно використовується для кремнієвих-вуглецевих, графітових та-натрієвих анодів. Перехресне{14}}змішування системи розчинників для уніфікації матеріалу не можна проводити, оскільки це спричинить агломерацію та погіршення продуктивності акумулятора. Shandong Tanfeng має повний набір провідних суспензій із кількох{18}}вуглецевих нанотрубок із кількома стінками на водній{16}}і масляній-основі, завершив перевірку сумісності з основними зв’язуючими речовинами та надає повні інструкції з процесу, щоб допомогти компаніям, що займаються виробництвом батарей, ефективно завершити розробку рецептури.