Ruošiant anglies nanovamzdelių laidžią pastą, daugelis MTEP personalo susiduria su tokiomis problemomis kaip nenormalus suspensijos klampumas, netolygi dispersija ir dideli elektrodo lakšto vidinės varžos svyravimai. Be dispersijos proceso ir tirpiklių sistemos veiksnių, pagrindinė priežastis dažniausiai kyla dėl pačių anglies nanovamzdelių fizinių savybių skirtumų. Anglies nanovamzdelių skersmuo, ilgis ir specifinis paviršiaus plotas yra trys pagrindiniai gaminio pasirinkimo rodikliai. Kiekvieno parametro pokyčiai turės grandininę reakciją į CNT laidžios pastos dispersijos stabilumą, laidumo efektyvumą ir apdorojimo pritaikymą. Žemiau analizuojame konkretų kiekvieno parametro poveikį pagal faktines masinės gamybos sąlygas.
1. Anglies nanovamzdelio skersmuo lemia suspensijos sklaidos sunkumą ir atsparumą laidžiui kontaktui
Kuo mažesnis anglies nanovamzdelių skersmuo, tuo geresnis vidinis laidumas, bet tuo didesnis paviršiaus aktyvumas, todėl aglomeracija tampa labiau tikėtina, didėja sklaidos sunkumas ir sistemos klampumas. Didesnio skersmens vamzdelius lengviau išsklaidyti, todėl jie tinka preparatams, kurių apdirbamumas yra prioritetas.
Plonesni CNT turi mažiau vamzdžių sienelių, mažesnę elektronų laidumo varžą ir puikų laidumą tuo pačiu kiekiu. Tačiau van der Waals jėgos tarp plonesnių vamzdžių yra stipresnės. Jei malimo ir dispersijos procesas nėra tinkamai kontroliuojamas, jie gali lengvai vėl-susipainioti, sukeldami daleles ir nuosėdas srutoje. Storesni CNT turi silpnesnį polinkį tarpusavyje susipainioti, todėl NMP ir vandens -sistemose yra didesnė dispersijos tolerancija, geresnis suspensijos tekėjimas, tinkamas didelio masto dangų gamybai.
| CNT skersmens diapazonas | Srutų pagrindinės charakteristikos | Taikomi scenarijai |
|---|---|---|
| 5–10 nm (plonas skersmuo) | Puikus laidumas, linkęs į aglomeraciją, didesnis srutos klampumas | Didelio-energijos-tankio ličio baterijų katodai, itin-plonos laidžios plėvelės |
| 10–20 nm (įprastas skersmuo) | Geras laidumo ir dispersijos balansas, reguliuojamas klampumas | Maitinimo ličio baterijos, laidūs klijai |
| Virš 20 nm (storis skersmuo) | Lengva dispersija, geras suspensijos takumas, mažesnis laidumo efektyvumas | Laidus plastikas, antistatinės dangos- |
2. Anglies nanovamzdelio ilgis turi įtakos srutų laidžio tinklo konstrukcijai ir reologinėms savybėms
Ilgesni anglies nanovamzdeliai lengviau suformuoja nuolat persidengiančius laidžius tinklus, sumažindami bendrą srutos savitumą, tačiau jie žymiai padidina srutos klampumą. Trumpesni CNT užtikrina geresnį tekėjimą, tinka plonos dangos procesams, tačiau jų ilgaamžiškumas yra silpnesnis.
Ilgi CNT priklauso nuo savo{0}}vienmatės ilgos struktūros, kad sukurtų toli{1}}laidius kelius per daleles. Nedideliu papildymu galima pasiekti mažą vidinį pasipriešinimą, sutaupant preparato sąnaudas. Tačiau pernelyg ilgi vamzdžiai susipina ir sudaro tinklo struktūrą, užsifiksuodami tirpiklyje ir sukeldami pastebimą srutų klampumo padidėjimą, o tai gali sukelti apdorojimo problemų, pvz., tempimą ir prastą dangos išlyginimą. Trumpi CNT nėra lengvai įsipainioję vienas į kitą, todėl srutų reologija yra stabili. Jie dažnai naudojami kartu su ilgais vamzdžiais ir suodžiu hibridinėse laidžiose sistemose, kad užpildytų laidžiojo tinklo spragas.
„Shandong Tanfeng“ gali pritaikyti CNT žaliavas pagal skirtingų ilgių specifikacijas, taip pat suformuluoti gatavą CNT laidžią pastą, kad optimizuotų suspensijos reologiją, kartu užtikrinant laidumą, prisitaikant prie didelės spartos dangų gamybos linijų ir išspręsiant klampumo -nekontroliavimo{2} problemą derinant formulę.
3. Anglies nanovamzdelio specifinis paviršiaus plotas turi įtakos srutos alyvos absorbcijai, dispergento dozei ir sąsajų sukibimui
Kuo didesnis anglies nanovamzdelių specifinis paviršiaus plotas, tuo stipresnis jų gebėjimas sugerti tirpiklį ir rišiklį, todėl suspensijai paruošti reikia didesnio dispergento ir rišiklio kiekių. Jei santykis yra nesubalansuotas, tai gali lengvai sukelti srutų flokuliaciją.
Didelio{0}}specifinio-paviršiaus-CNT turi daugiau aktyvių vietų ir daugiau kontaktinių taškų su katodo ir anodo aktyviosiomis medžiagomis, todėl efektyviai sumažinama sąsajos kontaktų varža ir pailgėja akumuliatoriaus veikimo laikas. Tačiau dėl didelio -paviršiaus- vamzdžių didelio adsorbcijos pajėgumo sistemoje sunaudojama daug PVDF, CMC ir kitų rišiklių. Kai rišiklio nepakanka, srutos stabilumas mažėja, todėl susidaro sluoksniavimasis ir nusėdimas. Mažo-specifinio-paviršiaus-sritis pasižymi mažesne adsorbcija, didesne formulės tolerancija, sunaudoja mažiau rišiklio ir yra lengviau apdorojami.
| Specifinio paviršiaus ploto diapazonas | Srutų pasirodymas | Formulės atsargumo priemonės |
|---|---|---|
| >250 m²/g | Pakankamas laidus kontaktas, didelis rišiklio suvartojimas, linkęs į flokuliaciją | Padidinti dispergento ir rišiklio santykį; kontroliuoti kietųjų medžiagų kiekį |
| 150–250 m²/g | Subalansuotas bendras našumas, tinka pagrindinėms ličio baterijų formulėms | Įprasta kieto turinio gamyba; didelis proceso reguliavimo lankstumas |
| <150 m²/g | Maža adsorbcija, geras srutos stabilumas, mažiau sąsajos kontaktinių taškų | Tinka mažo{0}}klampumo storio dengimo procesams; gali būti derinamas su suodžiu hibridinėje sistemoje |
4. Trijų parametrų sinerginis atitikimas: praktiniai srutų mišinio pasirinkimo pasiūlymai
Anglies nanovamzdelių skersmuo, ilgis ir specifinis paviršiaus plotas riboja vienas kitą. Negalima siekti geriausio vieno parametro; jie turi būti sinergiškai suderinti pagal tirpiklių sistemą, kietųjų medžiagų kiekį ir dengimo procesą.
Pasirinkus tik plonus, ilgus, aukšto-specifinio-paviršiaus-CNT, gali lengvai susidaryti per stora suspensija ir dispersija gali sutrikti. Pasirinkus tik storus, trumpus, mažo-paviršiaus-paviršiaus{5}}vamzdžius, gaunama didelė laidžiojo priedo dozė, užimanti aktyviosios medžiagos dalį ir sumažinantis produkto energijos tankį.
Įprastoms baterijų katodinėms srutoms pirmenybę teikite vidutinio skersmens, vidutinio ilgio ir subalansuoto specifinio paviršiaus CNT. Didelio-greičio-įkrovimo sistemoms galima naudoti plono-skersmens CNT. Vandens pagrindu pagamintoms anodo srutoms labiau rekomenduojami modifikuoti CNT, kurių specifinis paviršiaus plotas yra vidutinis, siekiant sumažinti aglomeracijos riziką.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd.
Anglies nanovamzdelių skersmuo kontroliuoja suspensijos laidumą ir dispersijos sunkumą. Ilgis lemia laidžiojo tinklo tęstinumą ir srutų klampumą. Konkretus paviršiaus plotas turi įtakos rišiklio sunaudojimui, suspensijos stabilumui ir sąsajos laidumui. Šie trys parametrai sąveikauja vienas su kitu ir yra pagrindinis atskaitos pagrindas kuriant CNT laidžios pastos formulę. Remiantis naujais Šandongo medžiagų pramonės pranašumais, Shandong Tanfeng, kaip profesionalus anglies nanovamzdelių ir laidžios pastos gamintojas, gali masiškai-gaminti kelių specifikacijų CNT. Jie gali rekomenduoti tinkamus CNT parametrus, atsižvelgdami į kliento tikslinį suspensijos klampumą, kietosios medžiagos kiekį ir laidumo rodiklius, ir teikti palaikomąją srutų derinimo techninę pagalbą, sumažindami formulės bandymo{6}}ir -klaidų ciklą.
DUK
Kl .: Ar didesnis anglies nanovamzdelių specifinis paviršiaus plotas visada reiškia geresnį suspensijos laidumą?
A: Nebūtinai. Didelio-paviršiaus-CNT yra linkę į aglomeraciją. Jei dispersija nepavyksta, laidumas iš tikrųjų sumažėja. Dispersijos procesas ir formulavimo santykis yra vienodai svarbūs.
Kl.: kaip reikėtų pasirinkti mažo{0}}klampumo anglies nanovamzdelių laidžios pastos CNT parametrus?
A: Pirmenybę teikite storo skersmens, trumpo ilgio ir vidutinio specifinio paviršiaus CNT. Arba galite tiesiogiai įsigyti Shandong Tanfeng iš anksto-disperguotą laidžią pastą.