Litiumakkujen materiaalinvalintaprosessin aikana monet T&K-insinöörit kamppailevat SWCNT-johtavan lietteen liuotinjärjestelmän valinnassa. Vaikka hiilinanoputkien suorituskyky on samanlainen vesi-- ja NMP-öljypohjaisten-versioiden välillä, niiden dispergointijärjestelmät, yhteensopivuus ja käsittelyolosuhteet vaihtelevat suuresti. Väärän järjestelmän valinta voi johtaa ongelmiin, kuten lietteen flokkulaatioon, dispersion epäonnistumiseen ja elektrodin impedanssin nousuun massatuotannon aikana. Kahden lietetyypin sovellettavien rajojen selkeyttäminen ja niiden sovittaminen tehtaan nykyiseen sekoitusprosessiin on välttämätöntä, jotta SWCNT:n ydinetuja voidaan hyödyntää täysimääräisesti: korkea johtavuus ja alhainen lisäysaste. Shandong Tanfeng voi toimittaa sekä vesi-- että NMP-öljy--pohjaisia SWCNT-lietteitä, ja se on tehnyt formulaatiosäädöt eri sekoitusjärjestelmille auttaakseen litiumakkujen valmistajia vähentämään kokeilu--ja-virhekustannuksia.
I. Ydinindikaattorin vertailu: vesi-pohjainen vs. NMP-öljy-pohjainen SWCNT-liete
Ydinero vesi{0}}- ja NMP-öljypohjaisten-SWCNT-lietteiden välillä piilee dispergointiaineessa ja liuottimessa. Vaikka CNT:n johtavuus on samanlainen, niiden yhteensopivuus sideaineiden ja aktiivisten materiaalien kanssa on täysin erilainen. Järjestelmien välinen sekoittaminen tai käyttö on ehdottomasti kielletty.
SWCNT:illä on erittäin hienot halkaisijat ja ne ovat erittäin alttiita agglomeroitumiselle. Vesi-- ja öljy{2}}-pohjaisissa lietteissä käytetään täysin erilaisia pinnanmuokkaus- ja dispergointijärjestelmiä, jotka sopivat yhteensopimattomiin vesipitoisiin ja NMP-sekoitusympäristöihin. Niiden sekoittaminen aiheuttaa todennäköisesti dispergoivaa saostumaa ja laajamittaista-CNT-agglomeraatiota. Hiilinanoputkien johtavien lietteiden standardiin GB/T 33818-2017 perustuen avainindikaattoreiden vertailut ovat seuraavat:
| Vertailukohde | SWCNT NMP -öljy{0}}pohjainen liete | SWCNT vesi{0}}pohjainen liete | Viiteperuste |
|---|---|---|---|
| Dispersioväliaine | NMP | Deionisoitu vesi | Tuotteen tekniset tiedot |
| Yhteensopiva sideaine | PVDF | CMC + SBR | Litiumakkujen lieteteollisuuden käytäntö |
| Tyypillinen kiinteä sisältö | 4% - 8% | 3% - 7% | Tehdaserän testitiedot |
| Metallien epäpuhtauksien valvonta | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 15 ppm | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 15 ppm | GB/T 33818-2017 |
| Sopiva säilytyslämpötila | 10-30 astetta, suojaa jäätymiseltä | 10-25 astetta, estä ehdottomasti jäätyminen ja sulaminen | Nopeutetun ikääntymisen testiennätykset |
| Pääelektrodisovellus | Korkea{0}}nikkeli-NCM-katodi | Pii{0}}hiilianodi, grafiittianodi | Power Battery Pilot -tilastot |
Shandong Tanfeng valmistaa näitä kahta tyyppiä johtavaa SWCNT-lietettä erillisillä tuotantolinjoilla ristikontaminaation välttämiseksi. Jokaisen erän yhteensopivuus varmistetaan, jotta varmistetaan CNT:n riittävä irrottaminen vastaavassa järjestelmässä ja vähennetään agglomeroitumisriskiä.
II. Sopivat järjestelmät ja levityspisteet NMP-öljy{1}}-pohjaiselle SWCNT-johtavalle lietteelle
NMP-öljy{0}}johtava SWCNT-liete soveltuu vain NMP-liuotinsekoitusjärjestelmiin, pääasiassa litiumakkukatodeihin. Sitä ei voida käyttää vesipohjaisissa-anodilietteissä. Syöttöprosessiin tulee sisältyä esisekoitus PVDF-sideaineliuokseen-.
Öljy-SWCNT-liete käyttää kantajana NMP:tä ja dispergointiaineita, jotka liukenevat stabiilisti NMP:hen ja tarjoavat erinomaisen yhteensopivuuden PVDF-sideaineen kanssa.Tärkeimmät sovellusskenaariot:Korkean-nikkelin NCM-katodit, korkea-jännitteiset katodijärjestelmät ja öljy-pohjaiset katodikoostumukset, jotka vaativat erittäin vähän johtavan aineen lisäämistä.
Normaali sekoitusmenettely:
Liuota PVDF kokonaan NMP-liuottimeen yhtenäisen sideaineliuoksen valmistamiseksi.
Lisää SWCNT NMP -öljy{0}}pohjainen liete ja esisekoita- alhaisella nopeudella, jotta CNT:t voivat dispergoida täysin sideaineliuosympäristössä.
Lisää katodiaktiivista materiaalia ja muita johtavia aineita lisäämällä asteittain dispersionopeutta.
Suodata ja siirrä pinnoitusprosessiin sen jälkeen, kun olet läpäissyt hienouden ja viskositeetin tarkastukset.
Tuotannon varotoimet:
Estä ehdottomasti NMP-öljy{0}}pohjaisen SWCNT-lietteen lisääminen suoraan vesi{1}}pohjaisiin lietteisiin. tämä aiheuttaa välitöntä flokkulaatiota ja agglomeraatiota.
SWCNT:t ovat herkkiä dispersioolosuhteille. Kuivajauhesyöttöä ei suositella; esisekoitusvaihe-on välttämätön.
Varmista työpajan hyvä ilmanvaihto ja hallitse NMP-liuottimen haihtumisen aiheuttamaa kiintoainepitoisuuden ajautumista.
Tehtaan tapaustutkimus:Runsaasti{0}}nikkeliä sisältävä NCM-akkuyritys käytti alun perin virheellisesti vesi-johtavaa SWCNT-lietettä NMP-katodijärjestelmässään. Lietteeseen ilmestyi näkyvää flokkuloivaa materiaalia, mikä johti massiiviseen elektrodilevyn hylkäämiseen mustien täplien takia. Kun vaihdettiin Shandong Tanfengin NMP-öljy-pohjaiseen SWCNT-johtavaan lietteeseen ja suoritettiin esisekoitusprosessi, elektrodin impedanssi täytti standardit ja vikasuhde palautui normaaliksi.
III. Sopivat järjestelmät ja levityspisteet vesi{1}}johtavalle SWCNT-lietteelle
Vesipohjainen johtava SWCNT-liete on tarkoitettu erityisesti vesipitoiseen sekoittamiseen, ja sitä käytetään enimmäkseen litiumakun anodeissa. Se ei sovellu NMP-öljy{2}}katodijärjestelmiin. Prosessi vaatii aluksi sekoittamisen CMC-sideaineliuoksella, johon SBR-sideaine lisätään myöhemmin.
Vesipohjainen SWCNT-liete käyttää väliaineena puhdasta vettä, ja dispergointiaineet on mukautettu vesipitoiseen ympäristöön. Se on tarkoitettu ensisijaisesti grafiittianodeille ja korkean -pii-pii-hiilianodeille, mikä vastaa nykyistä suuntausta kohti ympäristöystävällisiä vesi-anodiprosesseja.
Tärkeimmät sovellusskenaariot:Korkealaatuiset-pii-hiilianodit, nopeasti-latautuvat grafiittianodit ja mikro-akun anodit.
Normaali sekoitusmenettely:
Liuota CMC deionisoituun veteen yhtenäisen sideaineliuoksen valmistamiseksi.
Lisää vesi-johtava SWCNT-liete ja esi-dispergoi alhaisella nopeudella.
Lisää aktiivinen grafiitti/pii{0}}hiilijauhe ja johtavia apuaineita ja levitä sitten suurella nopeudella.
Lisää lopuksi SBR-lateksi alhaisella nopeudella ja säädä viskositeetti lietteen valmistuksen viimeistelemiseksi.
Tuotannon varotoimet:
SBR:tä ei saa sekoittaa vesi{0}}pohjaiseen SWCNT-lietteeseen suurella nopeudella pitkään, koska tämä voi aiheuttaa lateksin demulgoitumista.
Vältä tiukasti matalassa{0}}lämpötilassa jäätymistä varastoinnin aikana. jäätymis-sulatusjaksot vahingoittavat peruuttamattomasti dispersiojärjestelmää.
Älä salli kontaminaatiota NMP-öljypohjaisella-lietteellä, koska tämä aiheuttaa flokkulaatiota.
Shandong Tanfengin vesi{0}}johtava SWCNT-liete on muunnettu ja optimoitu pii-hiilianodeja varten. Se voi ylläpitää CNT-siltaverkkoa jopa toistuvien piihiukkasten laajenemisen ja supistumisen aikana, mikä auttaa solua ylläpitämään vakaan syklin käyttöiän.
IV. Valintapäätöksen perusmitat
Ensisijainen valintakriteeri on tehtaan olemassa oleva sekoitusliuotinjärjestelmä ja sen jälkeen se, onko elektrodi katodi vai anodi. Suorituskyky ei voi perustua pelkästään CNT:n ominaisuuksiin; jopa laadukkaimmat SWCNT:t eivät toimi, jos liuottimen kantaja ei ole yhteensopiva.
| Valinnan ulottuvuus | Valitse NMP-öljy{0}}pohjainen SWCNT-liete | Valitse vesi{0}}SWCNT-liete |
|---|---|---|
| Sekoitusliuotin | Käyttää NMP:tä liuottimena | Käyttää liuottimena puhdasta vettä |
| Elektrodin asento | Litiumakun katodi | Litiumakun anodi |
| Sideainejärjestelmä | PVDF | CMC-SBR |
| Tyypillinen tuotteen sijoittelu | Korkea-nikkeli-NCM, korkea-tiivistys katodit | Pii{0}}hiilianodit, nopeasti-lataavat grafiittianodit |
Yleinen väärinkäsitys:Jotkut tutkimus- ja kehitystyöntekijät uskovat, että mikä tahansa SWCNT-johtava liete on universaali ja vaihtavat vain liuottimen kantoaineen tai sekoittavat ne suoraan. Tämä johtaa väistämättä lietteen flokkulaatioon ja elektrodivirheisiin. Vaikka CNT-raaka-aine olisi sama, vesi-- ja öljypohjaisten-lietteiden dispergointiainejärjestelmät ovat täysin erilaisia, eivätkä ne tue ristiin-käyttöä.
Jos yrityksellä on sekä katodi- että anodikehitystarpeita, Shandong Tanfeng voi tarjota näytteitä sekä öljy--- että vesi---pohjaisista SWCNT-johtavista lietteistä rinnakkaisiin pienimuotoisiin-vertailukokeisiin, mikä vähentää T&K-kokeilu-- ja-virhekustannuksia.
V. Saapuvan materiaalin tarkastus- ja tuotantokäytäntösuositukset
Kun SWCNT-johtavaa lietettä vastaanotetaan, kiintoainepitoisuuden ja CNT-pitoisuuden lisäksi koostumuksen yhteensopivuuden pienen{0}}mittakaavan testi on välttämätön. Varmista yhteensopivuus tehtaan sideaineiden kanssa ennen kuin jatkat pilotti- ja massatuotantoon.
Tarkista tuotteen tehdasraportista, onko se vesi{0}}pohjainen vai NMP-öljy-pohjainen versio, jotta vältytään väärältä materiaalin hakemiselta varastosta.
Säilytä määritettyjen olosuhteiden mukaisesti saapumisen yhteydessä ja sekoita koko rumpu huolellisesti uudelleen ennen käyttöä.
Priorisoi laboratorio{0}}mittakaavan kokeet, flokkuloitumisen tai agglomeroitumisen tarkkailu sekä hienouden ja elektrodien resistiivisyyden testaus.
Kun pieni{0}}sähkökemiallinen suorituskyky on tyydyttävä, jatka pilottivarmennusta ja sitten massatuotantoa.
Shandong Tanfengin tekninen tiimi voi tarjota prosessireferenssejä, kuten sekoitusnopeutta ja esisekoituksen kestoa,{0}} asiakkaan olemassa olevan koostumuksen perusteella lyhentääkseen virheenkorjausjaksoa.
SWCNT-johtavat lietteet jaetaan NMP-öljy{0}}- ja vesi{1}}pohjaisiin tyyppeihin. Vaikka CNT:n suorituskyky on samanlainen, dispergointiaineet ja liuotinkantajat ovat täysin riippumattomia, eikä niitä voida sekoittaa eri järjestelmiin. NMP-öljy--pohjainen SWCNT-liete soveltuu katodijärjestelmiin, joissa käytetään NMP-sekoitusta ja PVDF-sideainetta. Vesi--pohjainen SWCNT-liete soveltuu anodijärjestelmiin, joissa käytetään vesisekoitusta ja CMC-SBR-sideainetta, yleisimmin pii-hiilianodeille. Ensisijainen valintatekijä on tehtaan oman sekoitusliuotin- ja elektrodityypin vastaavuus, minkä jälkeen suoritetaan pieni{10}}mittakaavatarkistus. Shandong Tanfengillä on massatuotantokapasiteettia sekä vesi- että öljypohjaisille johtaville SWCNT-lietteille, joissa on tiukka epäpuhtauksien valvonta ja erän stabiilisuus, ja se tarjoaa prosessiteknologiatukea huippuluokan akkuprojektien kehittämiseen.