1. „Genetiniai skirtumai“ tarp dviejų baterijų tipų
Nors ir kietojo-jonų baterijos, ir natrio-jonų baterijos yra dėmesio centre kaip naujos-kartos baterijų technologijos, jų pagrindinė logika, reikalaujanti CNT, visiškai skiriasi.
Kietojo{0}}baterijų tikslas yra „saugesnė ir didesnė energija“ - pakeičiant skystus elektrolitus kietojo-kūno elektrolitais, kad iš esmės būtų išspręsta šiluminio pabėgimo problema. Tačiau kompromisas-yra prastas kietojo-sąsajų kontaktas ir mažas jonų transportavimo efektyvumas, o tai yra didžiausia kliūtis kietojo kūno{6}}baterijų industrializacijai.
Natrio{0}}jonų baterijų tikslas yra „pigesnis ir tvaresnis“ - natrio ištekliai yra gausūs, o kaina yra daug mažesnė nei ličio. Kompromisas- yra tas, kad natrio joninis spindulys yra 34 % didesnis nei ličio, todėl interkalacija ir deinterkalacija yra sunkesnė. Be to, medžiagų vidinis elektrinis laidumas yra silpnas, todėl energijos tankis yra mažas.
Skirtingi šių dviejų tipų baterijų „genai“ lemia visiškai skirtingus CNT vaidmenis kiekviename.
2. -Kietos būsenos baterijos: SWCNT yra „pagrindinė medžiaga“
2.1 Trys pagrindinės kietojo{1}}baterijų trūkumai
Perkeliant kietojo kūno{0}}akumuliatorius iš laboratorijos į masinę gamybą susiduriama su trimis pagrindiniais iššūkiais:
| Butelio kaklelis | Specifinis pasireiškimas |
|---|---|
| Didelė sąsajos varža | Nepakankamas kieto elektrolito ir elektrodo kontaktas; sutrinka jonų pernešimas |
| Mažas jonų/elektronų transportavimo efektyvumas | Skystų elektrolitų drėkinimo nebuvimas; nepilnas laidus tinklas |
| Prastas mechaninis stabilumas | Tūrio pokyčiai įkrovimo / iškrovimo metu sukelia sąsajos išsisluoksniavimą |
2.2 Unikali SWCNT vertė
Shandong Tanfeng tyrimai rodo, kad SWCNT gali sistemingai spręsti šias tris kliūtis:
Pirma, sukurti trijų{0}}dimensijų laidų tinklą.SWCNT turi vienmatę nanostruktūrą{0}} ir balistinių elektronų pernešimo charakteristikas, kurių elektros laidumas 1000 kartų didesnis nei vario. Su tik nedideliu papildymu jie gali sudaryti trimatį ištisinį laidų tinklą elektrode, žymiai pagerindami kietojo kūno baterijų elektroninį laidumą ir sumažindami vidinę varžą.
Antra, sąsajos kontakto gerinimas.Didelis SWCNT lankstumas leidžia jiems tiksliai prisitaikyti prie mikro-skalės tarpų tarp elektrodo ir elektrolito, taip sumažinant kontaktų nuostolius ir efektyviai sumažinant sąsajos varžą.
Trečia, buferio tūrio išplėtimas.Silicio{0}}anodų tūris įkrovimo ir iškrovimo metu padidėja iki 300 %, todėl dalelės gali lengvai susmulkinti ir sugriūti. SWCNT gali sudaryti lankstų atramos tinklą tarp silicio dalelių, veikdamas kaip „nano-spyruoklės“, kad sugertų įtampą, išlaikytų elektrodų vientisumą ir žymiai pailgintų baterijos veikimo laiką.
2.3 Pramoninis patvirtinimas: jau taikė Shandong Tanfeng
Pagrindinės šalies įmonės, tyrinėjančios ir kuriančios kietojo{0}}/pusiau{1}}kietojo kūno-baterijas, yra Shandong Tanfeng klientai. Įmonei priklauso tam tikra CNT tiekimo dalis kietojo kūno{4}}baterijų srityje ir tiekia susijusius produktus keliems užjūrio kietojo kūno{5}baterijų gamintojams.
Pagrindinė išvada:Kietojo-baterijoms SWCNT yra „būtina-turėti“, o ne „malonu-turėti“.
3. Natrio-jonų baterijos: CNT yra „našumo didinimo priemonė“
3.1 Natrio jonų akumuliatorių laidumo{1}} iššūkis
Natrio{0}}jonų baterijose naudojamos medžiagos turi silpną elektros laidumą ir mažą energijos tankį. Todėl jiems reikia geriau laidžių priedų, kad jie būtų atitinkamai pritaikyti, sumažinant erdvės užimtumą, padidinant tūrinį energijos tankį ir formuojant efektyvų laidų tinklą.
Akademiniai tyrimai taip pat patvirtino svarbią CNT naudojimo natrio -jonų baterijose vertę. Anglies medžiagos, pasižyminčios dideliu elektros laidumu, struktūrine įvairove ir mažomis sąnaudomis, buvo plačiai ištirtos, kaip naudoti kaip anodus natrio -jonų akumuliatoriuose. CNT, pasižymintys dideliu specifiniu paviršiaus plotu ir puikiomis elektrocheminėmis savybėmis, sulaukė didelio dėmesio natrio -jonų baterijų srityje.
3.2 Pagrindiniai CNT natrio -jonų baterijų reikalavimai
Skirtingai nuo kietojo kūno{0}}baterijų, natrio-jonų baterijų, skirtų CNT, reikalavimus daugiausia atspindi šie aspektai:
| Reikalavimo matmuo | Konkretus turinys |
|---|---|
| Laidžių tinklų statyba | Kompensuoja iš prigimties silpną medžiagų elektrinį laidumą |
| Įvertinkite pajėgumų tobulinimą | Pagerina natrio jonų įsiterpimo/deinterkalavimo kinetiką |
| Energijos tankio kompensavimas | Pasiekia didesnį pajėgumą ribotoje erdvėje |
Pagrindiniai gamintojai, šiuo metu tyrinėjantys natrio{0}}jonų baterijas, yra įmonės klientai, o kai kurie klientai jau naudojo įmonės SWCNT produktus savo natrio baterijų tyrimų ir plėtros programose.
Tai reiškia, kad net ir naudojant „mažos{0}}kainos“ natrio-jonų akumuliatorių, aukštos{2} klasės sprendimams taip pat reikia didelio našumo-SWCNT.
4. Naudojimo palyginimas: CNT paklausos intensyvumas įvairiose sistemose
Dviejų naudojimo scenarijų – silicio-anglies anodų ir didelio-nikelio trinarių katodų – našumo reikalavimai yra aukštesni, todėl reikia didesnio CNT kiekio.
Šio vertinimo logika yra aiški:
Kietojo{0}}kūno baterijosapima sudėtingas problemas, pvz., tvirtas{0}}sąsajas ir apimties padidėjimą, todėl CNT (ypač SWCNT) paklausa yra didžiausia.
Natrio{0}}jonų baterijos, nors norint pagerinti laidumą reikia CNT, bendri našumo reikalavimai yra ne tokie griežti nei silicio -anglies anodų ir didelio-nikelio trejų katodų, todėl reikia palyginti mažesnių kiekių.
Žvelgiant iš technologijų plano perspektyvos ir remiantis pagrindinėmis medžiagų savybėmis, technologijų maršrutai, kuriems taikomi aukšti našumo reikalavimai, pvz., kietojo kūno{0}}baterijos, turės didesnę SWCNT produktų paklausą.
5. Atrankos vadovas: viena lentelė jūsų pasirinkimui suprasti
| Baterijos tipas | Pagrindinis iššūkis | CNT vaidmuo | Rekomenduojamas tipas | Naudojimo tendencija |
|---|---|---|---|---|
| Kieta{0}}būsena | Didelė sąsajos varža, prastas tvirtas{0}}kontaktas | Sukurkite laidų tinklą, padidinkite buferio tūrį, pagerinkite sąsają | Pirmiausia SWCNT | Didelė paklausa, nuolat auganti |
| Pusiau-kieta-kūnė | Sąsajos stabilumas | Tas pats kaip kietojo{0}}kūno, su šiek tiek mažesniais reikalavimais | SWCNT + MWCNT hibridas | Santykinai didelė paklausa |
| Natrio{0}}jonas | Silpnas laidumas, mažas energijos tankis | Pagerinkite laidžiojo tinklo efektyvumą | Visų pirma SWCNT (aukštos klasės{0}}) | Vidutinis, auga kartu su industrializacija |
| Įprasti ličio{0}}jonai | Laidžių priedų keitimas | Pakeiskite suodžius, pagerinkite greitį | Visų pirma MWCNT | Nuolatinis augimas |
Santrauka vienu sakiniu:
Kietojo{0}}kūno baterijos:SWCNT yra būtini, dažnai naudojami ir labai paklausūs.
Natrio{0}}jonų baterijos:Norint pagerinti našumą, reikia CNT (ypač SWCNT), tačiau reikalingas kiekis yra santykinai mažesnis.
6. Shandong Tanfeng privalumai
Kaip profesionalus CNT gamintojas, mūsų bendras išdėstymas kietojo kūno{0}}baterijos ir natrio{1}}jonų baterijų srityse suteikia šiuos pranašumus:
Pirma, visa produktų linijos aprėptis.Tiekiame tiek SWCNT, tiek MWCNT gaminius, atitinkančius skirtingų technologijų poreikius, pvz., kietojo{0}}baterijų, pusiau-kietojo kūno-baterijų ir natrio-jonų baterijų.
Antra, pirmaujantis industrializacijos patvirtinimas.Mūsų SWCNT produktai buvo paimti iš daugelio pirmaujančių kietojo{0}}baterijų ir natrio{1}}jonų akumuliatorių kompanijų. Kai kurie jau pasiekė mažų-partijinių siuntų, o mūsų klientų patvirtinimo pažanga yra lyderė.
Trečia, gamybos pajėgumų užtikrinimas.Nuolat plečiant SWCNT gamybos pajėgumus, galime klientams teikti stabilų, serijinį{0}}produktų tiekimą, siūlydami medžiagų garantiją kietojo kūno{1}}baterijų ir natrio{2}}jonų baterijų pramonei.
Ketvirta, taikomosios programos techninė pagalba.Atsižvelgdami į specialius kietojo kūno-baterijų ir natrio-jonų baterijų poreikius, teikiame visapusišką techninę pagalbą-nuo dispersijos procesų ir kompozicijos optimizavimo iki ląstelių testavimo-, padedame klientams greitai užbaigti medžiagų integravimą.
Šiuo metu mūsų CNT produktai yra plačiai naudojami naujose energijos transporto priemonėse, energijos kaupimo, plataus vartojimo elektronikos ir kitose srityse. Spartėjant kietojo kūno-baterijų ir natrio{2}}jonų baterijų industrializacijai, tikimės bendradarbiauti su daugiau klientų, kad padėtume diegti naujos-kartos akumuliatorių technologijas.