У процесі виробництва суспензії-для літієвих та натрій-іонних батарей провідна суспензія багато-вуглецевих нанотрубок є найбільш широко використовуваною категорією провідних речовин. Ринок поділяє його на два основні продукти: NMP на масляній-і водній-основі. Багато співробітників фабрик з виробництва акумуляторів легко не помічають відмінності системи розчинників під час вибору, безпосередньо змішуючи суспензії різних систем. Це призводить до низки виробничих проблем, таких як флокуляція та агломерація суспензії, аномальний дрейф в’язкості, осипання електродного порошку та скорочення терміну служби. Розрізнення суттєвих відмінностей між суспензіями на основі багато-вуглецевих нанотрубок на основі води-і NMP-нафти та зіставлення їх із відповідними зв’язуючими системами є єдиним способом стабільно використовувати підсилювальний ефект провідних агентів і зменшити кількість дефектів масового виробництва. Shandong Tanfeng активно займається дослідженнями та розробкою та виробництвом провідних суспензій із багато-стінних вуглецевих нанотрубок із паралельними лініями продуктів для систем на основі NMP-на основі-і води-систем. Ми завершили перевірку сумісності для основних швидкозшивачів, надавши клієнтам посилання на вибір і-підтримку процесів на місці.
I. Основні відмінності між суспензіями на основі багато-CNT води- та NMP{3}}на основі олії
Основна відмінність між двома типами провідної суспензії багато{0}}стінних вуглецевих нанотрубок полягає в дисперсійному середовищі та супутньому диспергаторі. Їх неможливо відрізнити лише за зовнішнім виглядом чи кольором. Необхідно перевіряти специфікації продукту, а пряме перехресне -системне годування та змішування суворо заборонено.
Провідна суспензія багатостінних вуглецевих нанотрубок на основі-нафти NMP використовує NMP як дисперсійний розчинник із-розчинними в маслі диспергаторами. Водопровідна суспензія з багатостінних вуглецевих нанотрубок на водній-основі використовує деіонізовану воду як середовище з-водорозчинними дисперсійними допоміжними речовинами. Після-перехресного змішування диспергатор випадає в осад і руйнується, а вуглецеві нанотрубки флокулюють і агломерують, безпосередньо роблячи суспензію непридатною для використання.
| Елемент порівняння | Суспензія на основі-CNT NMP-олії з багатошаровими стінками | Суспензія на водній-основі-CNT із багатошаровими стінками | Довідкова основа |
|---|---|---|---|
| Дисперсійне середовище | NMP органічний розчинник | Деіонізована вода | Літієві батареї, провідні шламові специфікації промислового застосування |
| Тип диспергатора | Масло{0}}розчинний | Водо-розчинний | Дані тестування складу суспензії |
| Типовий електрод для застосування | NCM, LFP катод | Водний анод із графіту, кремнію-вуглецю,-натрію | Статистика масового виробництва Power Battery |
| Вимоги до підтримки виробничої лінії | Потрібен блок відновлення розчинника NMP | Система відновлення розчинників не потрібна | Фактичні заводські умови виробництва |
| Ризик-зберігання при низькій температурі | Не схильний до застигання при низьких температурах | Замерзає нижче 0 градусів, пошкоджуючи дисперсійну систему | Технічні умови зберігання продукту |
Провідні суспензії з багатостінних вуглецевих нанотрубок Shandong Tanfeng-поставляються на заводі Shandong Tanfeng і використовують незалежні найменування сортів для версій на-масляній та-на основі води. Специфікаційний лист чітко вказує на дисперсійне середовище та застосовні сценарії, уникаючи неправильного використання матеріалу з джерела.
II. Системи зв’язувального матеріалу, сумісні з багатостінною провідною суспензією CNT-на основі-нафти NMP-
Провідний шлам із багатостінних вуглецевих нанотрубок на основі-нафти-NMP переважно сумісний із розчинними зв’язуючими-масляними-серії PVDF-, які використовуються для виготовлення шламу-катода літієвої батареї, і не може використовуватися із зв’язуючими-на водній основі.
У середовищі виготовлення катодної суспензії-на масляній основі-використовується NMP як розчинник. Сполучна речовина PVDF може бути повністю розчинена в NMP і має чудову сумісність із провідною суспензією багатостінних вуглецевих нанотрубок на масляній-основі-.
Загальний гомополімерний сполучний PVDF:Основний вибір для LFP і звичайних катодів NCM. Сумісний і стабільний, що дозволяє вуглецевим нанотрубкам рівномірно розподілятися і створювати безперервну провідну мережу.
Модифіковане сполучне з ПВДФ:Модифікований PVDF спеціально для -катодів NCM з високим вмістом нікелю. Він має хорошу сумісність із провідною суспензією багато-вуглецевих нанотрубок на масляній-основі, що відповідає суворим вимогам системи з високим-нікелем до стабільності межі.
Примітка:В’яжучі-на водній основі, такі як CMC та SBR, суворо заборонені в системах суспензій на-нафтовій основі. Додавання води призведе до випадання осаду ПВДФ, а суспензія утвориться в гель і агломерується.
Заводський корпус:Виробнича лінія накопичувачів енергії LFP вибрала провідну суспензію з багатостінних вуглецевих нанотрубок NMP-на основі {-нанотрубок NMP від Shandong Tanfeng із загальною зв’язуючою речовиною PVDF. Реологія суспензії була стабільною, засмічення екрану покриття було мінімальним, а електропровідність електродів відповідала стандартам, задовольняючи потреби масового виробництва елементів накопичення енергії.
III. Системи зв’язувального матеріалу, сумісні з провідним суспензією на водній-багато-стінній основі CNT
Провідна суспензія багатостінних вуглецевих нанотрубок на водній-основі-сумісна зі зв’язуючими анодами-фази, головним чином CMC-SBR, і сумісна з багатьма зв’язуючими речовинами для-вуглецю та натрію-іонних батарей. Його не можна змішувати зі сполучними розчинами на основі-нафти NMP.
Провідна суспензія багато-вуглецевих нанотрубок на водній-основі використовується в основному в графітових анодах, кремнієвих-вугільних анодах і твердих вугільних анодах-натрієвих{3}}іонних батарей. Диспергатори оптимізовані для водного середовища.
Система CMC-SBR:Найбільш часто використовуване сполучне для звичайних графітових анодів. Провідна суспензія з багатостінних вуглецевих нанотрубок на водній-основі Shandong Tanfeng була-налаштована на сумісність із цією системою, зменшуючи ризик дрейфу в’язкості.
PAA, PI Binders:Для -кремнієвих-систем вугільних анодів із високим-розширенням. Їх можна змішувати з провідною суспензією -багатостінних вуглецевих нанотрубок на основі води, щоб буферизувати зміни об’єму часток-вуглецю кремнію та підтримувати цілісність провідної мережі.
LA133 Поліакрилова кислота-Тип сполучного:Сполучна речовина, яка зазвичай використовується для водних анодів-іонних акумуляторів із хорошою сумісністю з провідною суспензією багато-стінних вуглецевих нанотрубок на водній-основі.
| Тип палітурки | Сумісний із багатошаровим шламом-на водній основі- | Основні сценарії застосування |
|---|---|---|
| CMC-SBR | ✅ | Графітовий анод, кремній-вуглецевий анод із низьким-кремнієм |
| PAA / PI | ✅ | Кремній-вуглецевий анод із середнім-–-високим вмістом кремнію |
| LA133 | ✅ | Анод-іонно-натрієвої батареї |
| PVDF | ❌ | Катод на масляній- основі, змішування заборонено |
Практична порада:Латекс SBR рекомендується додавати на пізнішій стадії приготування-суспензії. Уникайте перемішування його з багато-провідною суспензією вуглецевих нанотрубок на високій швидкості протягом тривалого часу, щоб запобігти деемульгації SBR латексу.
IV. Методи оцінки вибору для суспензій із багато-CNT масляною- та водною-основою
Для вибору зверніть увагу на систему розчинників-для виготовлення суспензії електродів. Для катодів віддайте пріоритет суспензії на основі NMP-олії. Для анодів віддайте перевагу суспензії-на водній основі. Не рекомендується примусово використовувати-між системою заради спрощення інвентаризації матеріалів.
Катод літієвої батареї (LFP, NCM, високо-нікелевий NCM):Розчинником для-вироблення суспензії є NMP, сполучною речовиною є PVDF. Виберіть провідну суспензію багатостінних вуглецевих нанотрубок на основі-NMP нафти-.
Анод літієвої батареї (графітовий, кремнієвий-вугільний анод):Середовищем для-утворення суспензії є деіонізована вода, сполучною речовиною є CMC-SBR/PAA. Виберіть провідну суспензію з багатошарових вуглецевих нанотрубок на водній основі-.
Натрій-іонний акумулятор:Для катодів на-масляній основі оберіть суспензію на-масляній основі; для водних твердих вуглецевих анодів виберіть провідну суспензію -багатостінних вуглецевих нанотрубок на основі води.
Деякі компанії сподіваються, що одна провідна суспензія може служити як катодом, так і анодом. Такий підхід несе в собі високий ризик. Невідповідність системи розчинника спричинить серію прихованих збоїв, включаючи агломерацію, точкову корекція та циклічну деградацію. Shandong Tanfeng окремо розробляє провідні суспензії з багатошаровими вуглецевими нанотрубками-на основі нафти-і води-на основі-води, підбираючи різні системи складу катодів і анодів і зменшуючи навантаження на налагодження рецептур для клієнтів.
V. Точки уникнення помилок сумісності під час виробництва та використання
Навіть якщо вибрано правильну систему гною, неправильна послідовність годування, умови зберігання або процеси-вироблення гною все одно можуть призвести до аномалій сумісності. Необхідно стандартизувати робочі процедури-зберігання матеріалів і виготовлення суспензії.
Усуньте перехресне-змішування:Нафтова-багатостінна-суспензія не повинна додаватися до резервуарів для-приготування водної рідини; суспензію на водній-основі не можна змішувати з системами нафтової-фази NMP.
Стандартизуйте процес годування:Провідну суспензію багатостінних 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.
Забезпечити належний складський контроль:Уникайте зберігання суспензії на водній- основі нижче 0 градусів, щоб замерзання не пошкодило дисперсійну систему. Зберігайте суспензію на масляній- основі герметичною, щоб запобігти поглинанню вологи.
Невеликі-випробування спершу для нових палітурок:Змінюючи сорти в’яжучого, віддайте перевагу проведенню невеликого тесту на сумісність рецептури, спостерігайте за в’язкістю та стабільністю суспензії та підтверджуйте перед збільшенням виробництва.
Документація Shandong Tanfeng містить рекомендовану послідовність подачі та контрольні параметри перемішування. Коли клієнти змінюють сорт палітурки, ми можемо допомогти в проведенні невеликих-випробувань на сумісність, щоб заздалегідь визначити небезпеку сумісності.
Провідна суспензія багато{0}}вуглецевих нанотрубок поділяється на два основні продукти: NMP на масляній-і водній-основі. Суспензія на основі олії-NMP сумісна з PVDF розчинними зв’язуючими-маслами та в основному використовується для катодів літієвих батарей. Суспензія на-водній основі сумісна з CMC-SBR, PAA, PI, LA133 та іншими зв’язуючими на-водній основі та переважно використовується для водних анодів графітових, кремнієвих-вуглецевих і натрій-іонних акумуляторів. Перехресне{14}}змішування системи розчинників для спрощеного керування матеріалами не можна проводити, оскільки це призведе до виходу з ладу суспензії та погіршення продуктивності акумулятора. Shandong Tanfeng має повні виробничі потужності для провідних суспензій з багатошарових вуглецевих нанотрубок-на основі нафти-і води-на основі-, завершила перевірку сумісності з основними зв’язуючими речовинами та надає зразки, звіти про випробування та інструкції з процесу, щоб допомогти компаніям, що займаються виробництвом акумуляторів, досягти стабільного масового виробництва.