1. Miksi litiumparistot tarvitsevat johtavia lisäaineita?
Johtavat lisäaineet ovat litiumakkuelektrodien "elektronien valtatie", jotka vastaavat aktiivisten materiaalien tuottamien elektronien nopeasta johtamisesta virrankerääjään, mikä määrittää suoraan akun sisäisen resistanssin, nopeuden ja syklin keston.
Litiumparistokatodimateriaaleilla (kuten litiumrautafosfaatilla ja kolmikomponenttisilla materiaaleilla) on huono sisäinen johtavuus, joten johtavia lisäaineita on lisättävä tehokkaan elektroninsiirtoverkon rakentamiseksi.
Johtavien lisäaineiden valinta ja dispersiotila vaikuttavat suoraan kolmeen ydinindikaattoriin:
Akun sisäinen vastus:Epätäydellinen johtava verkko → lisääntynyt sisäinen vastus → lisääntynyt lämmöntuotanto
Arvostuskyky:Riittämätön johtavien lisäaineiden tehokkuus → rajoitettu kapasiteetin suorituskyky korkean-virranpurkauksen aikana
Kierrätys:Johtavan verkon kyky ylläpitää vakautta varauksen ja purkauksen tilavuuden muutosten aikana
2. Carbon Nanotubes vs. Carbon Black: Kolme ydinetua
Hiilinanoputket ovat täydellisesti parempia kuin nokimusta johtavan rakenteen, lisäysmäärän ja pitkän -syklin stabiilisuuden suhteen. Ydinero on "linjan johtamisessa" vs. "pistekontaktissa".
2.1 Johtava rakenne: Pistekontakti vs. linjakosketin
Hiilimusta esiintyy kolmiulotteisina haarautuneina-ketju-/helmihiukkasina, joiden johtavat reitit muodostuvat "pistekontaktin" päällekkäisyyden kautta hiukkasten välillä. Tämän rakenteen ongelmana on, että kun elektrodin tilavuus muuttuu latauksen ja purkauksen aikana, pistekoskettimet voivat helposti "murtua" tuhoten johtavan verkon.
Hiilinanoputkilla on yksi-ulotteinen putkimainen rakenne, jossa on erittäin-korkea kuvasuhde, minkä ansiosta ne voivat "tunkeutua" elektrodin sisäosien läpi muodostaen jatkuvan ja täydellisen elektronien kuljetusreitin. Tämä vastaa "elektronimoottoritien" asettamista elektrodiin, johon hiukkasten siirtyminen ei vaikuta.
Johtavan hiilimustan, hiilinanoputkien ja grafeenin rakenteiden vertailu kolmena tärkeimpänä johtavana lisäaineena:
| Vertailumitta | Johtava hiilimusta | Hiilinanoputket (CNT) | Grafeeni |
|---|---|---|---|
| Johtava rakenne | Kolmiulotteinen haarautunut ketju/pistekontakti | Yksi-ulotteinen pitkän kantaman-johtojohto | Kaksi{0}}ulotteinen tasojohtavuus |
| Johtavuus | Hyvä | Erinomainen | Huippu-taso |
| Optimaalinen lisäysmäärä | 0.5%-3% | 0.2%-1% | 0.1%-0.5% |
| Elektrodin prosessoitavuus | Sileä pinnoite | Hieman korkea viskositeetti | Helppo agglomeroida |
| Ydinpaikannus | Yleinen pohjakerros | Korkea nopeus, pitkä kierto | Lopullinen johtavuus |
2.2 Lisäysmäärä: yksi-kolmasosa annoksesta parempien tulosten saamiseksi
Lisätty määrä CNT-johtavaa tahnaa on vain 0,5–1%. Kun käytetään yksinään johtavaa hiilimustaa, tavanomainen lisäysmäärä on 2–3 %.
Tämä tarkoittaa: käyttämällä 1 osaa CNT:tä voidaan korvata 2-3 osaa nokimustaa, mikä säästää johtavan lisäaineen viemää tilaa ja mahdollistaa aktiivisemman materiaalin täyttämisen elektrodiin - mikä parantaa suoraan akun energiatiheyttä.
2.3 Pyöräily ja turvallisuus: Pidempi akun käyttöikä, turvallisempi toiminta
Tutkimuksessa verrattiin CNT:n ja Super P:n suorituskykyä litiumrautafosfaattiakuissa:
| Suorituskykyindikaattori | Super P -koostumus | CNT-formulaatio |
|---|---|---|
| Akun pintalämpötila 10C purkautumisessa | 68 astetta | 49 astetta (alennettu 19 astetta) |
| Johtavan lisäaineen annostus | Perustaso | Vain 1/3 |
| Korkean{0}}lämpötilan pyöräily 45 asteessa | Perustaso | Erinomaisempia |
CNT-koostumus käyttää vain 1/3 sähköä johtavasta lisäaineesta, mutta akkujen pintalämpötila on matalampi ja pariston suorituskyky korkeassa{2}}lämpötiloissa - tarkoittaa turvallisempia ja pidempään{4}}kestoisia akkuja.
3. Shandong Tanfeng Uusi materiaali: korkealaatuinen-CNT-johtavan tahnan toimittaja
Shandong Tanfeng New Materialin FB121-sarjan hiilinanoputkia johtavalla tahnalla on erinomainen laatu, ja Fe-epäpuhtaudet ovat enintään 30 ppm. Vain 0,5–1 % lisäys tarvitaan parantamaan merkittävästi akun suorituskykyä.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. tarjoaa korkealaatuisia-hiilinanoputkia johtavia tahnatuotteita. Ydintuotteen FB121-sarjan pääparametrit ovat seuraavat:
| Parametri | FB121-sarjan tekniset tiedot |
|---|---|
| Ulkonäkö | Musta tahna |
| Kiinteä sisältö | 6.0±0.20% |
| CNT-sisältö | 5.0±0.15% |
| Hajaantuva sisältö | 1.0±0.05% |
| Tahnan viskositeetti | Pienempi tai yhtä suuri kuin 3000 mPa·s |
| Kosteuspitoisuus | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 1000 ppm |
| Fe Epäpuhtaus | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 30 ppm |
| Cr/Ni/Cu/Zn/Co | Jokainen Vähemmän tai yhtä suuri kuin 5 ppm |
Keskeiset edut:
Korkea puhtaus:Fe-epäpuhtaudet hallinnassa alle 30 ppm, huomattavasti paremmin kuin teollisuuden tasot
Vakaa dispersio:Käyttää ainutlaatuista dispersioprosessia, stabiili yli 3 kuukautta
Käyttövalmis:Saatavilla sekä NMP{0}}- että vesi-pohjaisissa järjestelmissä asiakkaiden mukavuuden vuoksi
Laaja sovellus:Palvelee uusia energiaajoneuvojen tehoakkuja, energiaa varastoivia akkuja ja muita kenttiä
Kun CNT-pitoisuus on 5 %, asiakkaat voivat lisätä suoraan 0,5 %-1 % saavuttaakseen korkean suorituskyvyn johtavia tuloksia.
Yhden{0}}lauseen yhteenveto:Hiilinanoputkien keskeinen etu hiilimustaan verrattuna on "tekee enemmän vähemmällä" - vähentää lisäysmäärää 3 prosentista 0,5 prosenttiin samalla, kun akun sisäinen vastus on pienempi, korkean lämpötilan kierto vakaampi- ja lämpötilan nousu purkautumisen aikana vähenee. Shandong Tanfeng New Materialin FB121-sarjan johtava tahna tarjoaa korkealaatuisen-raaka-aineen takuun tälle "pistesynergia" johtavalle ratkaisulle.