Ličio baterijų gamybos aukšte daugelis inžinierių susidūrė su anglies nanovamzdelių laidžiomis srutomis, kurios po laikymo nusėda statinės apačioje. Daugelis tiesiogiai manys, kad srutos yra neveiksmingos. Tačiau nusėdimą riboja keli veiksniai: laikymo aplinka, srutų formavimas ir dispersijos procesas. Nusėdimo ciklo ir stabilumo tikrinimo metodų supratimas padeda akumuliatorių gamykloms kontroliuoti gaunamų medžiagų kokybę ir sumažinti gamybos riziką, pvz., prastą elektrodų laidumą ir ciklo eksploatavimo problemas. Shandong Tanfeng, aktyviai dalyvaujantis CNT laidžių srutų tyrime ir plėtroje bei gamyboje, daug kartų pakartojo formules ir procesus, kad išspręstų sandėliavimo problemas, teikdamas ličio baterijų įmonėms pritaikomus srutų produktus, pasižyminčius kontroliuojamu stabilumu.
I. Kiek laiko paprastai užtrunka, kad nusėstų anglies nanovamzdelių laidžios suspensijos?
Kvalifikuota anglies nanovamzdelio laidžioji suspensija nebūtinai nusės fiksuotu laiku. Esant sandarioms, kambario-temperatūrai ir šviesai{2}}sąlygoms, įprastose komercinėse NMP-pagrindo suspensijose per 2-3 mėnesius gali būti šiek tiek minkštas nusėdimas; Didelio-našumo optimizuotos versijos gali išlikti stabilios su tik nedideliu sluoksniu 4–6 mėnesius. Aukšta temperatūra, užšalimo-atšildymo ciklai ir talpyklos atidarymas žymiai sutrumpins stabilumo laikotarpį.
CNT turi didelį kraštinių santykį. Ilgalaikėmis statinėmis sąlygomis nanodalelės gali nusėsti dėl gravitacijos. Nusėdimas skirstomas į minkštąjį nusėdimą (atkuriamą pakartotinai-maišant) ir kietą nuosėdą (aglomeruotas, negali būti pakartotinai-disperguojamas), kurios turi visiškai skirtingą poveikį gamybai. Laikymo temperatūra yra kritinis kintamasis. Padidėjusi temperatūra sumažina tirpiklio klampumą, suaktyvina dalelių judėjimą ir pagreitina nusėdimą. Žemos-temperatūros užšalimo-atšildymo ciklai gali pažeisti dispersinį adsorbcinį sluoksnį ir tiesiogiai sukelti negrįžtamą kietą nuosėdą.
| Srutų tipas | Laikymo sąlygos | Laikas pirmam nedideliam nusėdimui | Kietos sedimentacijos rizikos laikotarpis | Nuorodų pagrindas |
|---|---|---|---|---|
| Įprastos NMP{0}}pagrįstos CNT laidžios srutos | 10-30 laipsnių, sandarus, tamsus | 60-90 dienų | >120 dienų | GB/T 33818-2017, bendrosios pramonės sąlygos |
| Didelio{0}}stabilumo NMP srutos (Shandong Tanfeng TF serija) | 10-30 laipsnių, sandarus, tamsus | 120-180 dienų | >210 dienų | Gamintojo partijos sendinimo bandymo duomenys |
| Vandens -laidi CNT suspensija | 10-25 laipsnių, sandarus, tamsus | 45-75 dienos | >90 dienų | Pramoninis ličio baterijų vandens{0}}srutų bandymas |
| Bet kokia sistema, atidaryta / kontaktas su oru | 10-30 laipsnių | 7-15 dienų | Maždaug 30 dienų | Statistika iš gamyklos gaunamų medžiagų svetainių |
| Aukštoje{0}}temperatūroje saugojimas 45 laipsniai | Užsandarintas | 7-20 dienų | Per 45 dienas | Pagreitinto senėjimo bandymo duomenys |
Gamyklos atvejo analizė:Maitinimo baterijų gamykla Šandonge įsigijo įprastą CNT laidžią srutą. Vasarą sandėlyje trūko temperatūros kontrolės, o temperatūra nuolat siekė 42-48 laipsnius. Po 40 laikymo dienų statinių dugne atsirado tirštos nuosėdos. Po pakartotinio maišymo liko dalelių, todėl nedidelė elektrodų lakštų partija buvo išbraukta dėl juodų dėmių. Vėliau jie perėjo prie Shandong Tanfeng FB serijos srutų. Tomis pačiomis sandėliavimo sąlygomis po 90 dienų ant viršaus atsirado tik nežymus skaidrus skysčio sluoksnis, o po 30 minučių maišymo suspensija vėl tapo vienoda, be kietų nuosėdų.
II. Kokie veiksniai pagreitina anglies nanovamzdelių laidžios srutos nusėdimą?
Pačios srutos dispersijos kokybė, laikymo temperatūra ir drėgmė, pakuotės sandarinimo vientisumas ir transportavimo vibracija yra keturi pagrindiniai veiksniai, pagreitinantys CNT laidžios srutos nusėdimą. Tarp jų nusėdimas dėl dispersijos proceso defektų yra produkto kokybės problema.
Dispersijos ir formulės lygis:Jei CNT nėra tinkamai atskirti ir juose yra daug didelių aglomeratų, šie didesni agregatai turi didesnį savaiminį{0}}svorį, o nusėdimo greitis didėja eksponentiškai. Jei dispergento tipas netinkamas, apsauginis adsorbcijos sluoksnis ant CNT paviršiaus nusilupa, dalelės re-aglomeruojasi ir greitai susidaro kietos nuosėdos. Shandong Tanfeng kontroliuoja CNT atskyrimo laipsnį gamybos metu, griežtai riboja didelių aglomeratų dalį ir derina dispergentą su tirpiklių sistema, sumažindamas nusėdimo nuo šaltinio riziką.
Laikymo temperatūros svyravimai:Aukštesnė nei 35 laipsnių temperatūra sumažina tirpiklio klampumą ir susilpnina sterinio stabilizavimo poveikį. Temperatūra žemesnė nei 5 laipsniai gali sukelti užšalimo{3}}atšildymo ciklus ir tiesiogiai sutrikdyti dispersijos sistemą. Vandens -ir NMP- suspensijos turi vengti kintamos karštos ir šaltos aplinkos.
Pakavimas ir sandarinimas:Prastai sandarūs būgnų dangčiai leidžia išgaruoti NMP tirpikliui, lokaliai smarkiai padidindami kietosios medžiagos kiekį, o tai gali lengvai sukelti vietinę aglomeraciją ir nusėdimą. Vandens pagrindu pagamintos srutos, veikiamos oru, taip pat gali sugerti drėgmę ir būti užterštos priemaišomis.
Transporto sąlygos:Stiprios vibracijos gabenant didelius{0}}atstumus gali sutrikdyti silpną gelio tinklą srutų viduje. Po atvežimo srutos gali stratifikuotis ir greičiau nusėsti. Atvykus rekomenduojama neatidaryti būgnų iš karto; leiskite jiems pastovėti 24 valandas, prieš{4}}pakartodami maišydami ir naudodami.
III. Kokie yra įprasti anglies nanovamzdelių laidžios srutos stabilumo bandymo metodai?
Pramonė skirsto metodus į ilgalaikius{0}}statinius stebėjimus ir pagreitinto modeliavimo testus. Priimant gaunamą medžiagą pirmenybė teikiama statiniam stebėjimui ir išcentriniam pagreičiui. Norint atlikti išsamų laboratorinį įvertinimą, naudojama UV-spektroskopija ir reologiniai tyrimai. Norint visiškai įvertinti srutų laikymo stabilumą, būtina derinti kelis metodus; vien vizualinio patikrinimo nepakanka.
| Bandymo metodas | Trumpas aprašymas | Privalumai | Apribojimai | Taikymo scenarijai |
|---|---|---|---|---|
| Statinis kambario temperatūros stebėjimas | Užsandarinkite suspensiją, laikykite 10–30 laipsnių temperatūroje, periodiškai registruokite supernatanto aukštį ir nuosėdų storį. | Imituoja realias laikymo sąlygas; rezultatai turi didelę atskaitos vertę. | Ilgas bandymo ciklas (dešimties dienų). | Gaminio gamyklos siuntos kalibravimas; gamyklos gaunamų medžiagų sulaikymo bandymas. |
| Išcentrinio pagreičio nusėdimo testas | Centrifuguokite fiksuotu greičiu/laiku, stebėkite stratifikaciją, aptikkite CNT kiekį supernatante. | Trumpas bandymo ciklas (valandomis), imituoja ilgalaikį{0}}saugojimo poveikį. | Pagreitintas ekvivalentas; negali tiesiogiai prilygti faktinėms saugojimo dienoms. | Greitas gaunamų medžiagų patikrinimas; formuluotės palyginimas. |
| UV-Vis spektrofotometrija | Išbandykite supernatanto absorbciją po centrifugavimo, kad apskaičiuotumėte CNT sulaikymo greitį. | Kiekybiškai įvertina nusistovėjimo laipsnį, pašalindama subjektyvų vizualinį sprendimą. | Reikia prietaisų ir aukšto veikimo standartizavimo. | R&D; trečiųjų šalių{1}} testavimo institucijų atliktas išsamus{0}}vertinimas. |
| Reologinio veikimo testas | Išmatuokite srutų takumo įtempio ir klampumo pokyčius laikui bėgant. | Nurodo srutų anti-nusėdimo tinklo stiprumą; prognozuoja ilgalaikį-stabilumą. | didelė prietaiso kaina; rečiau naudojamas gamykloje gaunamų medžiagų patikrinimams. | Produkto kūrimas; partijos stabilumo atsekamumas. |
Pagrindiniai pramonės standartai apima GB/T 33818-2017 m. „Anglies nanovamzdelių laidžioji suspensija“ ir ISO/TS 19808:2020 „Nanotechnologijos - Nanodalelių suspensijų bandymo metodai – specifikacija“. Shandong Tanfeng atlieka 7 dienų pagreitinto senėjimo testą 60 laipsnių kampu kiekvienai CNT laidžios suspensijos partijai prieš išleidžiant. Išsiunčiamos tik partijos, atitinkančios stratifikacijos ir nusėdimo standartus, užtikrindamos stabilią kokybę per kliento saugojimo laikotarpį.
IV. Jei nusėda, ar anglies nanovamzdelių laidžią suspensiją vis tiek galima naudoti maišant?
Jei jis šiek tiek minkštas, tada po kruopštaus{0}}pamaišymo veikimas paprastai neturi įtakos, todėl jį galima naudoti įprastai. Jei yra kietų, nemaišomų nuosėdų, tai reiškia, kad dispersijos sistema yra pažeista, todėl suspensijos negalima tiesiogiai naudoti maišymo rezervuaruose, nes tai gali lengvai sukelti elektrodo defektus.
Įprastos daugelio gamyklų klaidos yra visos statinės išmetimas į laužą pamačius nedidelį sluoksniavimąsi, dėl kurio susidaro medžiagų švaistymas arba priverstinis srutų naudojimas su kietomis nuosėdomis apačioje, dėl ko atsiranda paslėptų kokybės problemų, pvz., elektrodų skylutės, prastai laidūs tinklai ir greitas akumuliatoriaus veikimo laikas.
Praktiniai sprendimo žingsniai:
Atidarę būgną, stebėkite. Jei ant viršaus yra tik plonas skaidraus skysčio sluoksnis, o apačioje esančios nuosėdos minkštos, srutos po 20–30 minučių maišymo tampa vizualiai vienodos, be granulių gumulėlių – tai minkštas nusėdimas ir gali būti naudojamas.
Jei dugne susidarė kieti gumulėliai, o dalelės lieka net ir ilgai maišant, tai kietas nusėdimas. Sistema yra pažeista ir nerekomenduojama naudoti.
Jei nesate tikri dėl būsenos, paimkite mėginį, kad patikrintumėte varžą ir smulkumą. Palyginkite rezultatus su gamyklos siuntimo ataskaita. Jei nuokrypis yra reikšmingas, partiją išmeskite tiesiogiai.
„Shandong Tanfeng“ techninėse gairėse klientams aiškiai patariama dar kartą{0}}išmaišyti visą statinę prieš imant mėginius naudoti. Net jei saugojimo metu įvyksta nedidelis minkštas nusėdimas, srutos vis tiek gali pasiekti numatytą laidų poveikį po tinkamo pakartotinio-maišymo, todėl klientai gali efektyviai valdyti medžiagų naudojimą.
V. Kaip gamyklos gali sulėtinti anglies nanovamzdelių laidžios srutos nusėdimą?
Laikymo temperatūros valdymas, tinkamo sandarinimo užtikrinimas, pakartotinis -maišymas atvykus ir FIFO principo taikymas gali veiksmingai sulėtinti CNT laidžios srutos nusėdimą ir sumažinti nenormalių atliekų kiekį.
Laikykite sandėlio temperatūrą tarp 10-30 laipsnių, venkite tiesioginių saulės spindulių, laikykite atokiai nuo šilumos šaltinių, vėsinkite sandėlį vasarą ir venkite krovimo aukštoje temperatūroje.
Laikydami būgnų dangčius laikykite sandariai uždarytus, kad sumažintumėte tirpiklio išgaravimą ir oro sąlytį.
Atvykus prekėms leiskite stovėti 24 valandas. Prieš naudojimą išmaišykite visą būgną; tiesiogiai neištraukite viršutinio sluoksnio.
Įdiekite FIFO (pirma
Išsaugokite mėginį iš gaunamų medžiagų ir lygiagrečiai atlikite statinio nusėdimo testą atsekamumui nustatyti, jei vėliau iškiltų problemų.
Anglies nanovamzdelių laidžios srutos nusėdimas nėra neišvengiamas įvykis nustatytu laiku. Laikymo temperatūra ir būdinga srutų dispersijos kokybė yra lemiami veiksniai. Minkštas nusėdimas yra fizinis reiškinys, o suspensiją galima naudoti dar kartą-išmaišius. Kietos sedimentacijos rodo srutų gedimą. Stabilumo bandymai neturėtų remtis vien vizualiniu stebėjimu, bet turi būti derinami tokie metodai kaip statinis stebėjimas ir išcentrinis pagreitis, kad būtų galima atlikti išsamų įvertinimą. Pasirinkus CNT laidžias suspensijas, kurios jau buvo praėjusios senėjimo patikrą gamybos etape, gali žymiai sumažinti kliento nusėdimo riziką sandėliuojant sandėlyje. Shandong Tanfeng gali teikti tinkamas srutų rūšis ir pagalbines technines paslaugas, pritaikytas konkrečioms kliento sandėlio laikymo sąlygoms.