Розділ 1. Провідна паста на-водній основі: новий напрямок застосування CNT
У промисловості літієвих акумуляторів, коли більшість людей думають про електропровідну пасту CNT, перше, що спадає на думку, це паста на масляній- основі з системою NMP. Однак із зростаючим тиском на навколишнє середовище та зростаючими вимогами до контролю за витратами промисловість привертає увагу промисловості до провідної пасти з CNT на водній-основі.
Провідна паста на водній- основі, як випливає з назви, є рідким продуктом, який використовує воду як дисперсійне середовище та ВНТ як провідну фазу. Найбільша відмінність між нею та традиційною масляною-пастою полягає в тому, що розчинник було замінено з NMP на воду. Ця зміна приносить не лише зміну структури витрат, а й повну реконструкцію логіки процесу.
"Суспензія CNT на водній- основі — це композиційний матеріал із CNT як основний компонент. Він має чудову електропровідність, механічні та теплові властивості та широко використовується в багатьох галузях, таких як електропровідні добавки для літієвих батарей, електропровідні покриття, анти-корозійні покриття, покриття для розсіювання тепла, посилення композитних матеріалів і датчики". Сьогодні давайте поговоримо про цього «зеленого кандидата» - які переваги, труднощі, методи використання та хто виготовляє провідну пасту з CNT на основі води-.
Розділ 2: Чому варто вибрати водну-основу? Три основні переваги
2.1 Екологічно безпечний і не{1}}токсичний, що відповідає тенденціям зеленого виробництва
NMP (N-methylpyrrolidone), незважаючи на те, що він чудовий розчинник, має репродуктивну токсичність і внесений до списку речовин, що викликають дуже серйозне занепокоєння згідно з регламентом ЄС REACH. Із запровадженням нових нормативних актів, таких як Регламент ЄС щодо акумуляторів, матеріали для акумуляторів, що містять NMP, підлягають суворішому регуляторному контролю при експорті.
Водопровідна паста CNT на основі води використовує воду як розчинник, що принципово вирішує цю проблему. Як продемонстровано в останньому патенті компанії Double Deer Battery, її електропровідне супергідрофобне композитне покриття-на основі води «відмовляється від органічних розчинників, досягаючи прориву в балансі вартості, захисту навколишнього середовища та продуктивності».
2.2 Значна економічна перевага
Ціна НМП істотно коливається, а вартість води майже незначна. Хоча паста на водній-основі потребує додавання більшої кількості диспергатора для підтримки стабільності, загальна вартість усе одно значно нижча, ніж у систем на-масляній основі.
"Додавання пасти на водній основі-CNT як електропровідної добавки до суспензій-катодів на водній основі може значно зменшити витрати, покращити особисту безпеку та захист навколишнього середовища".
2.3 Адаптованість до високо-швидкісних процесів нанесення покриттів
Після оптимізації паста на водній-основі має відмінні реологічні властивості, підтримуючи високо-швидкісні процеси покриття. «Провідна паста Shandong Tanfeng New Material на водній-основі використовує-одношарові-УНТ високої чистоти як провідну фазу та воду як дисперсійне середовище. Вона має гарну дисперсійну стабільність і характеристики захисту навколишнього середовища та широко використовується для покриттів електродів літієвих батарей, прозорих провідних плівок, анти-статичних покриттів та інших галузей, що підтримують високо{8}}швидкісні процеси нанесення покриттів".
Розділ 3: Найбільший виклик водних-систем: CNT «бояться води»
Все має дві сторони. Хоча системи на основі води- є екологічно чистими та дешевими, вони стикаються з фундаментальною технічною проблемою: ВНТ є гідрофобними.
Поверхня ВНТ складається з атомів вуглецю, природним чином демонструючи гідрофобність, що робить їх дуже схильними до агрегації та випадання в осад у воді. Тонка й довга наноструктура одно-стінних ВНТ змушує трубки заплутуватися одна з одною, легко утворюючи щільно переплутані «клубки пряжі», які важко розігнати.
3.1 Прорив Shandong Tanfeng: дисперсія стабільна протягом одного року без седиментації
Команда безпосередньо зіткнулася з цим поширеним викликом галузі. Завдяки теоретичним дослідженням і великій кількості експериментальних перевірок вони розробили абсолютно нову дисперсійну систему, що складається з поверхнево-активних речовин, диспергаторів і стабілізаторів.
Результати дослідження показали, що зв’язок між «кількістю» та «якістю» одно-диспергатора ВНТ не є пропорційним - у новій системі, навіть якщо до пасти на водній-основі додати невелику кількість органічного розчинника, не відбувається розділення твердої-рідини, і одностінні-ВНТ можуть залишатися стабільно диспергованими в пасті протягом одного року без утворення осаду.
Цей продукт значною мірою використовує потенціал електропровідності одностінних-труб. Його можна використовувати для виготовлення великої кількості прозорих провідних плівок із високим коефіцієнтом пропускання світла та низьким поверхневим опором за допомогою процесів мокрого покриття, а також його можна використовувати як провідну добавку в таких сферах, як нова енергетика.
3.2 Склад композиту: синергія ВНТ + сажа + графен
На додаток до оптимізації дисперсійної системи, інший підхід полягає в покращенні дисперсності та електропровідності шляхом поєднання кількох провідних матеріалів.
"Композитна провідна рідина-на водній основі з високим-вмістом-твердої речовини, сировина для її приготування включає 2%-3% ВНТ, 5%-6% сажі, 1,5%-2,5% графену, 1,5%-2,5% диспергатора, 0,05%-0,2% регулятора та залишок Деіонізована вода. Завдяки поєднанню кульового помелу, бісерного помелу та гомогенізації була отримана композитна рідина на водній основі з високим вмістом твердих речовин з високою електропровідністю та високою текучістю».
Перевага цього композиційного складу полягає в тому, що сажа заповнює проміжки між ВНТ, графен забезпечує дво-вимірну провідну мережу, а три{1}}працюють разом, створюючи три-вимірну провідну структуру, а також покращують стабільність дисперсії та ефективність електропровідності.
Розділ 4: Ринковий ландшафт - Хто розгортає провідну пасту на водній- основі?
У міру того як технологія пасти на водній- основі поступово розвивається, все більше й більше підприємств починають виходити на цей шлях.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. – це високо-технологічне підприємство, яке зосереджується на дослідженні та розробці, виробництві та продажі нового одностінного-порошку CNT і його серії провідних паст. Його основна продукція: високо{5}}чистий одностінний-порошок УНТ, електропровідна паста-на водній основі та електропровідна паста-на основі олії NMP. Продукти можна застосовувати в провідних добавках для анодів і катодів літієвих батарей, фотоелектричних, водневих паливних елементах, чіпах на основі вуглецю, наноелектронних пристроях, датчиках, провідних пластмасах, провідних полімерах, анти-статичному латексі та інших галузях.
Tanfeng зосереджується на дослідженні, розробці та виробництві одностінної-технології дисперсії порошку CNT і провідної пасти. Зараз компанія випустила серію високо{2}}чистих одностінних-провідних паст із CNT, які охоплюють системи як на масляній-, так і на-водній основі. Їх основні характеристики: регульований вміст твердої речовини, хороша здатність до диспергування, висока економічна-ефективність, екологічність і не-токсичність, і вони успішно подолали міжнародну монополію.
Генеральний менеджер компанії представив: «Наші власно-розроблені-високоякісні ВНТ можуть значно покращити електропровідність і щільність енергії анодів і катодів літієвих батарей, можуть замінити традиційні електропровідні добавки для сажі та ще більше підвищити ефективність звичайних електропровідних добавок».
Розділ 5: Параметри продукту та сценарії застосування
5.1 Типові параметри продукту
На прикладі основної продукції на ринку основні параметри провідної пасти з CNT на водній-основі такі:
| Параметр | Типове значення | опис |
|---|---|---|
| Вміст CNT | 5% | Зубна паста-як висока концентрація |
| Діаметр труби | 1-2 нм | Одностінна-труба |
| Довжина труби | Менше або дорівнює 50 мкм | Високе співвідношення сторін |
| Термін зберігання | 180 днів | Зберігати в сухому, захищеному від світла місці при кімнатній температурі |
| Стабільність дисперсії | Більше або дорівнює 1 року | - |
5.2 Основні сфери застосування
Енергетичне поле:Провідна добавка для літієвої батареї - може сформувати ефективну провідну мережу, зменшити внутрішній опір батареї, покращити використання питомої ємності активних матеріалів, збільшити високу-щільність потужності розряду струму та подовжити термін служби батареї; матеріали електродів суперконденсаторів.
Поле покриття:Електропровідні покриття (електронні компоненти, електромагнітне екранування); анти-корозійні покриття (зменшення вмісту цинку з одночасним підвищенням анти-корозійних характеристик); тепловідвідні покриття (електронне обладнання, автомобільне тепловідведення).
Поле композитного матеріалу:Добавки для полімерів і гуми, що покращують механічні властивості, електропровідність і термостабільність, використовуються в аерокосмічній, автомобільній, спортивній техніці та ін.
Поле датчика:Газові датчики, біосенсори, використовуються для моніторингу навколишнього середовища, медичної діагностики.
Електротермічна плівка:Довгий термін служби, низький рівень розпаду, низьке енергоспоживання, використовується для нагрівання, розморожування.
Розділ 6: Переваги Shandong Tanfeng - Від технології дисперсії до індустріалізації
Як виробник CNT, наші основні переваги в галузі паст-на водній основі відображаються в таких аспектах:
По-перше, освоїти основну технологію дисперсії-на водній основі.Найбільшою перешкодою для пасти на-водній основі є технологія дисперсії. Завдяки нашій власно-розробленій диспергаційній системі та процесам модифікації поверхні ми вирішили проблему агломерації CNT у воді. Чудова дисперсійна система дозволяє досягти стабільної дисперсії одностінних-CNT у пасті на водній- основі протягом одного року без утворення осаду.
По-друге, повний-контроль технологічних домішок.Чистота – це душа одностінної-пасти CNT. У процесі виробництва нашої пасти на водній- основі кожна партія продукту проходить сувору обробку магнітним видаленням, щоб забезпечити контроль металевих домішок на рівні частин на мільйон. Це основна гарантія відмінної продуктивності та стабільної якості продукту.
По-третє, повна-схема ланцюга від порошку до пасти.Ми не лише виробляємо порошок із одностінними-CNT, але й переробляємо його в готові-до-використання пасти на-водній основі. Компанія запровадила повну систему управління якістю ISO9001 і активно просуває сертифікацію якості автомобільної промисловості IATF16949, будуючи всю-систему контролю якості процесу від досліджень і розробок до обслуговування.
По-четверте,-забезпечення великомасштабного виробництва.Зважаючи на стрімке зростання ринкового попиту на пасти на водній- основі, ми постійно розширюємо наші виробничі потужності. Було введено в експлуатацію декілька ліній виробництва провідної пасти з CNT. У той же час ми будуємо нові високоякісні-лінії виробництва одностінної-пасти CNT, досягаючи одночасного вдосконалення звичайної пасти та високоякісної пасти, забезпечуючи клієнтам стабільні-серійні постачання продукції.
Наразі наші електропровідні пасти на водній основі-CNT широко використовуються в електропровідних добавках для літієвих батарей, електропровідних покриттях, анти-статичних покриттях та інших галузях, причому продуктивність продукту досягає найвищого міжнародного рівня. Оскільки екологічні норми стають суворішими, а вартість зростає, провідна паста з CNT на основі води- перетворюється з «альтернативного рішення» на «основний вибір». Якщо ви шукаєте екологічно чисте, ефективне та стабільне провідне рішення з CNT, зв’яжіться з нами.