Anglies nanovamzdeliai, kaip pagrindinis ličio baterijų laidus priedas, priklauso nuo savo vienmatės Daugeliui ličio baterijų MTEP inžinierių ir technologinio personalo labiausiai rūpi praktinis klausimas: koks yra tipiškas anglies nanovamzdelių kiekis ličio baterijose? Skirtingų katodų ir anodo sistemų formuluotės diapazonai aiškiai skiriasi. Tuo pačiu metu CNT tipas, dispersijos procesas ir greičio reikalavimai turi įtakos galutiniam pridėjimo santykiui. Šiame straipsnyje, paremtame masinės energijos ir energijos kaupimo baterijų gamybos patirtimi, apibrėžiami standartiniai kiekvienos sistemos papildymo diapazonai, nustatomi pagrindiniai įtaką darantys veiksniai ir pateikiami formulavimo pradžios taškai, kurie gali būti tiesiogiai naudojami atliekant nedidelius{5}}bandymus.
1. Įvairių ličio baterijų sistemų anglies nanovamzdelių papildomos sumos
Kai komerciniai daugiasieniai anglies nanovamzdeliai naudojami vieni kaip laidus priedas, įprastas pridedamas kiekis yra 0,5–1,2 masės % LFP katodams ir 0,3–0,8 masės % NCM katodams. Silicio -anglies anodų pridedamas kiekis yra didesnis nei katodų – 0,8–1,6 masės %. Keletas-sienelių ir{11}}viensienių anglies nanovamzdelių gali dar labiau sumažinti dozę.
Pramonės pridėjimo santykis apskaičiuojamas pagal bendrą elektrodo masės procentą (masės %), neįskaitant tirpiklio. Rinkoje dažniausiai naudojami masyvo-tipo-daugiasieniai anglies nanovamzdeliai. Jei naudojami mažo -krašto- santykio įprasti anglies vamzdeliai, rekomenduojamas diapazonas turėtų būti padidintas 0,2–0,3%. Šioje lentelėje apibendrinami bendrieji atskaitos standartai nuo gamybos pabaigos, atitinkantys industrializacijos tyrimų literatūros duomenisEnergijos saugojimo mokslas ir technologijair viešai prieinamus proceso parametrus iš pirmaujančių baterijų gamintojų.
| Baterijos elektrodų sistema | CNT tipas | Vien papildoma suma (masės %) | CNT + anglies juodumo hibridinis priedas (masės %) | Tipiški taikymo scenarijai |
|---|---|---|---|---|
| LFP katodas | MWCNT | 0.5–1.2 | 0,3–0,7 (su 0,5–1,2 % suodžių) | Energiją kaupiančios baterijos, mažo -greičio EV baterijos |
| Didelio{0}}nikelio NCM katodas | Aukšto{0}}grynumo masyvas MWCNT | 0.3–0.8 | 0,2–0,5 (su 0,4–1,0 % suodžių) | Keleivinio EV maitinimo akumuliatoriai, 4680 didelių cilindrinių baterijų |
| Silicio{0}}kompozitinis anodas | Aukšto{0}}grynumo FWCNT / MWCNT | 0.8–1.6 | 0,6–1,2 (su nedideliu kiekiu suodžių kaip pagalbinės medžiagos) | Didelio-energijos-tankio maitinimo baterijos, pusiau{2}}kietos baterijos |
| Grafito anodas (įprastas) | MWCNT | 0.2–0.6 | 0.15–0.4 | 3C skaitmeninės baterijos, įprasti energijos kaupimo anodai |
| Didelio{0}}greito{1}}įkrovimo sistemos katodas | Didelis-vaizdo-santykis FWCNT | 0.2–0.5 | 0.15–0.4 | Greitai{0}}kraunami maitinimo elementai, maitinimo-tipo ličio baterijos |
Praktinis priminimas:Bendras laidžių priedų kiekis hibridinėse sistemose neturi viršyti 2%. Per didelis laidus priedas užims aktyviosios medžiagos dalį, tiesiogiai sumažindamas ląstelės energijos tankį. „Shandong Tanfeng“ gali pasiūlyti anglies nanovamzdelių + suodžių + grafeno hibridinio santykio sprendimus, pagrįstus esama kliento laidžių priedų sistema, išvengiant dvigubo našumo praradimo ir išlaidų, atsirandančių dėl pernelyg didelio papildymo.
2. Keturi pagrindiniai veiksniai, lemiantys optimalų anglies nanovamzdelių pridėjimo kiekį
CNT formato santykis ir sklaidos efektas yra pagrindiniai įtakojantys veiksniai; elektrodo sutankinimo tankio ir akumuliatoriaus greičio reikalavimai yra antraeiliai; priemaišų lygiai netiesiogiai veikia efektyvią apatinę pridėjimo ribą.
1. CNT kokybė (kraštinių santykis, grynumas)
Kuo didesnis kraštinių santykis, tuo mažesnis kritinis pridėjimo kiekis (perkoliacijos slenkstis), reikalingas laidžiui tinklui sukurti.
Didelio-grynumo anglies vamzdeliai, kurių kraštinių santykis yra 800–1500: gali būti naudojamas apatinis papildymo diapazono galas.
Įprasti CNT, kurių kraštinių santykis yra 300–600: formuluotės diapazonas turėtų būti padidintas.
Pernelyg didelis metalų priemaišų kiekis gali paaštrinti šalutines reakcijas; kai kuriais atvejais, norint kompensuoti tinklo defektus, reikia šiek tiek padidinti papildymo sumą. „Shandongo Tanfeng“ ličio -baterijoms- skirti CNT griežtai kontroliuoja metalo priemaišas, kurių kiekis yra mažesnis nei 100 ppm, vienodas vamzdžio skersmuo ir stabilus kraštinių santykis, todėl pasiekiamas toks pat laidumo efektas, pridedant maždaug 0,2 % mažiau nei įprastuose anglies vamzdeliuose.
2. Dispersijos proceso lygis
Net ir esant dideliam -krašto-santykiui CNT, jei dispersija yra nepakankama ir yra daug aglomeracijos, efektyviai laidžiajame tinkle dalyvaujančių vamzdžių skaičius žymiai sumažėja, todėl procesas verčiamas didinti pridėto kiekio kompensavimą. Daugelis kompanijų naudoja didelius papildomus kiekius ne dėl prastos sudėties, o dėl to, kad dispersijos įranga ir procesas nesutampa. Pasirinkus Shandong Tanfeng iš anksto-disperguotą laidžią pastą, išvengsite miltelių dispersijos sunkumų, todėl bus lengviau pasiekti mažą pridėjimą ir aukštą našumą.
3. Elektrodo proceso parametrai
Didelio-tankinimo-tankio elektroduose dalelės stipriai liečiasi, todėl lengviau formuotis laidžių takus, todėl CNT pridedamas kiekis gali būti šiek tiek sumažintas.
Ploniems elektrodams arba didelio -dangos-storio elektrodams laidaus tinklo tęstinumo reikalavimas yra didesnis, todėl reikia koreguoti pridėjimo kiekį.
4. Baterijos projektavimo tikslai
Dėmesys energijos tankiui:pasilenkti link apatinės diapazono dalies.
Sutelkite dėmesį į greičio našumą, greitą įkrovimą, ciklo trukmę:pasirinkite nuo vidurio- iki-aukščiausios diapazono dalies.
Mažos{0}}kainos energijos akumuliatoriai:pirmenybę teikti hibridiniam CNT + suodžių sprendimui.
3. Dažnos formuluotės klaidingos nuomonės: didesnis papildymas nereiškia geresnio akumuliatoriaus veikimo
Yra optimalus CNT pridėjimo kiekio diapazonas. Po kritinio taško vidinio pasipriešinimo pagerėjimas nebėra reikšmingas, o šalutiniai poveikiai, tokie kaip padidėjęs suspensijos klampumas, padidėję elektrodų apdorojimo sunkumai ir sumažėjęs energijos tankis, tampa akivaizdūs.
Išsamūs bandymų duomenys įrodė, kad kai CNT pridėjimo kiekis viršija pagrįstą viršutinę ribą, nuolatinis padidinimas tik šiek tiek pagerina greičio našumą, tačiau neigiamas poveikis greitai išryškėja:
Aktyvios medžiagos dalis elektrode mažėja, todėl mažėja ląstelės energijos tankis.
Srutos klampumas žymiai padidėja, todėl dangoje gali atsirasti problemų, tokių kaip brėžinys ir skylės.
Didelis specifinis CNT paviršiaus plotas, kai pridedamas perteklius, padidina elektrolitų suvartojimą ir padidina gamybos sąnaudas.
Teisingas proceso derinimo metodas:Nustatykite gradiento pridėjimo testus (pvz., žemas, vidutines ir aukštas vertes) ir nustatykite optimalią vertę, derindami elektrodo varžą, elemento vidinę varžą ir ciklo kreivės duomenis. „Shandongo Tanfeng“ techninė komanda gali padėti klientams sudaryti gradiento bandymų planus, sutrumpinti formulės kūrimo ciklą ir išvengti aklo papildymo.
4. Kaip greitai nustatyti jūsų gaminiui tinkamą CNT priedo kiekį
Pirmiausia iš lentelės pasirinkite vidutinę vertę kaip pradinę formulę mažos apimties{0}}bandymui. Pirmenybę teikite ličio -baterijos-klasės CNT iš patikimų gamintojų, tuo pačiu patvirtinkite CNT tipą ir sklaidos planą, o tada tiksliai-sureguliuokite papildymo santykį.
Standartiniai derinimo veiksmai:
Patvirtinkite akumuliatoriaus sistemą: LFP / NCM / silicio{0}}anglies anodą ir nustatykite tikslinio tankinimo tankio ir greičio indikatorius.
Pasirinkite rekomenduojamo diapazono vidutinę vertę kaip pagrindinę formulę.
Nustatykite tris gradiento testus: bazinė vertė – 0,2%, bazinė vertė, bazinė vertė + 0.2% lygiagrečių eksperimentų metu.
Patikrinkite suspensijos stabilumą, elektrodo varžą, elemento vidinę varžą ir talpą.
Atsižvelgdami į visapusį našumą ir kainą, užbaikite papildymo santykį.
Kaip profesionalus CNT gamintojas, „Shandong Tanfeng“ tiekia ličio -baterijoms-skirtus MWCNT miltelius, NMP-aliejinę-laidią pastą ir vandens-pagrindą laidžią pastą, tinkančią energijos kaupimui, maitinimui ir 3C ličio akumuliatoriams įvairiais atvejais. Naujiems klientams jie gali pasiūlyti rekomenduojamus pradinius atitinkamos sistemos papildymo santykius, pavyzdinius bandymus ir pagalbinius sklaidos proceso nurodymus, siūlydami vieno -sustabdymo sprendimą CNT atrankos ir formuluotės derinimo iššūkiams.
Papildomas anglies nanovamzdelių kiekis ličio baterijose neturi visuotinai nustatyto standarto. Tai lemia akumuliatoriaus sistema, CNT kokybė, sklaidos procesas ir gaminio padėtis. Bendrieji masinės gamybos etaloniniai diapazonai yra aiškūs: 0,3–0,8 masės % NCM katodams, 0,5–1,2 masės % LFP katodams ir 0,8–1,6 masės % silicio -anglies anodams. MTTP etapo metu venkite tiesioginio pernelyg didelio papildymo kiekio; Norint rasti pusiausvyros tašką, rekomenduojama atlikti gradiento testavimą. Pirmenybę teikite ličio{11}}baterijos{12}}klasės CNT žaliavoms, kurių kraštinių santykiai yra stabilūs ir kurių priemaišų kiekis yra mažas. Norėdami gauti tikslių formulių nuorodų, galite susisiekti su „Shandong Tanfeng“, kad gautumėte pritaikytus techninius sprendimus konkrečioms eksploatavimo sąlygoms, optimizuodami CNT pridėjimo santykį, užtikrindami laidumą ir subalansuodami akumuliatoriaus veikimą su gamybos išlaidomis.