В етапа на избор на проводящ агент за литиева батерия проводящите суспензии от въглеродни нанотръби се диференцират в три основни категории: едно-стенни, малко-стенни и много-стенни. Много купувачи и персонал за научноизследователска и развойна дейност лесно объркват позиционирането на няколко-стенни въглеродни нанотръби, неспособни да разграничат разликите между трите по отношение на структурата на стената на тръбата, проводимата ефективност, съвместимостта на процеса и цената. Малко-стенни въглеродни нанотръби, като междинна категория между едно-стенни и обикновени много-стенни, през последните години отбелязаха бърз растеж в приложения като високо-никелови NCM, средно-до-ниски силициеви-въглеродни аноди и натриеви-йонни батерии. Ако преценката за избор е неточна, това може лесно да доведе до нестандартно представяне или пропилян бюджет. Изясняването на основните разлики между трите е единственият начин да се избере най-подходящата проводяща суспензия въз основа на показателите за ефективност на клетката, условията на производствената линия и бюджета на разходите. Shandong Tanfeng постигна масово производство на пълната серия от едно-стенни, малко-стенни и много-стенни проводящи суспензии от въглеродни нанотръби и може да предостави пълни доклади за изпитване и препратки към процеса на формулиране, улеснявайки хоризонталното сравняване и подбора на персонал за научноизследователска и развойна дейност.
I. Съществената разлика между трите произлиза от броя на стените на тръбите, изискващи професионални методи за характеризиране за диференциране
Най-основният отличителен показател за едно{0}}стенни, малко-стенни и много-стенни проводими суспензии от въглеродни нанотръби е броят на стените на тръбите. Това не може да се различи чрез визуална проверка на външния вид на кашата; авторитетното определяне трябва да разчита на ТЕМ (трансмисионна електронна микроскопия) и раманова спектроскопия.
Въглеродни нанотръби-с една стена:Само 1 слой стена от тръба на въглероден атом;
Малко{0}}стенни въглеродни нанотръби:2-5 слоя тръбни стени на въглероден атом;
Обикновени много{0}}стенни въглеродни нанотръби:6 или повече слоя тръбни стени на въглероден атом.
Някои доставчици на пазара етикетират продукти с няколко-стени като едностенни-за продажба. Съденето единствено по етикетите на продуктите може лесно да доведе до погрешна преценка. За официален избор на литиева батерия трябва да бъдат поискани съответните необработени данни от тестване.
| Елемент за сравнение | Едностенна-CNT проводяща суспензия | Проводима суспензия от CNT с малко{0}} стени | Много{0}}стенна CNT проводима суспензия | Референтна база |
|---|---|---|---|---|
| Брой на тръбните стени | 1 слой | 2-5 слоя | По-голямо или равно на 6 слоя | Индустриална спецификация за нановъглеродни материали |
| Типичен диаметър на тръбата | 1,2-2,0 nm | 2-5 nm | 8-15 nm | Статистика на измерване на TEM микроскопия |
| Raman I_D/I_G | 0.04-0.12 | 0.08-0.20 | 0.4-1.0 | Общи стандарти за характеризиране на CNT |
| Референтен диапазон на добавяне на суха основа | 0.05-0.20% | 0.15-0.40% | 0.2-0.60% | Данни за пилотната формула на захранващата батерия |
Shandong Tanfeng предоставя ясни отчети за TEM и Raman тестване за всяка партида от едно-стенни, малко-стенни и много-стенни въглеродни нанотръби проводима каша, със слоевете на стените на тръбите и диапазоните на диаметрите на тръбите ясно обозначени, като се избягват рисковете при избора от етикетите на продуктите, които не съответстват на действителните материали.
II. Разлики в практическото приложение в проводимите характеристики и способността за формиране на мрежа
Класиране на способността за образуване на проводяща мрежа: Едностенни-> Малко-стенни> Много-стенни. Малко-стенни въглеродни нанотръби могат да постигнат усилване на проводимостта, доближаващо се до едностенни-стенни, като същевременно компенсират склонността на едностенните-стени към агломериране.
Едностенните-въглеродни нанотръби имат най-малък диаметър на тръбата и най-голям брой тръби на единица маса. Малко количество добавка може да изгради плътна три-измерна проводяща мрежа, подходяща за сценарии, преследващи максимална енергийна плътност. Въпреки това, тяхната голяма специфична повърхност създава висок риск от агломерация, което изисква строги изисквания за процесите на диспергиране на суспензията.
Малко-стенни въглеродни нанотръби запазват предимството на финия диаметър на тръбата, с повече тръби на единица маса от много-стенните. Тяхната проводима ефективност е по-слаба от едно-стенните, но много по-висока от обикновените много-стенни. Тенденцията за заплитане между -тръбите намалява, като ефективно се балансират проводимостта и трудността на дисперсията.
Много{0}}стенните въглеродни нанотръби имат зряла технология. Те разчитат на припокриване на стените на тръбите за изграждане на проводими мрежи, изискващи по-високи количества за постигане на еквивалентни проводими ефекти. Подходящи са за конвенционални батерии за захранване и съхранение на енергия.
| Измерение на производителността | Едностенна-CNT проводяща суспензия | Проводима суспензия от CNT с малко{0}} стени | Много{0}}стенна CNT проводима суспензия |
|---|---|---|---|
| Ефективност на изграждането на проводима мрежа | Най-високо | Относително високо | Среден |
| Изисква се суха основа за еквивалентна проводимост | Най-ниска | Среден | Относително високо |
| Възможност за буфериране на заплитане на силициев-анод | Отлично | добре | Средно |
| Подобряване на енергийната плътност на електрода | Оптимално | добре | Средно |
Фабричен казус:Проект за захранваща клетка изпробва чиста едностенна{0}}проводима суспензия от въглеродни нанотръби. Производителността в малък{2}}мащаб беше отлична, но по време на масовото производство прозорецът на процеса на дисперсия беше тесен и добивът варираше. След преминаване към проводящата суспензия от въглеродни нанотръби с няколко-стенни стени на Shandong Tanfeng с леко увеличение на добавянето на суха основа, производителността на клетките и цикълът се доближиха до нивата с единични-стенни стени, стабилността на производствената линия се подобри значително и разходите за материали бяха контролирани.
III. Разлики в характеристиките за обработка на суспензията и съвместимостта на производствената линия
Класиране на толерантност на процеса: много{0}}стенни > малко-стенни > едно-стенни. Малко-стенни въглеродни нанотръби имат ниски изисквания за модификация на производствената линия; повечето съществуващи линии за производство на литиеви батерии могат да бъдат директно съвместими.
Проводимата суспензия от-въглеродни нанотръби с една стена има тесен дисперсионен прозорец. Недостатъчното срязване лесно причинява агломерация, докато прекомерното срязване разрушава въглеродните тръби. Някои производствени линии трябва да регулират параметрите за предварително-смесване, разбъркване и отстраняване на пяна.
Проводимата суспензия от малко{0}}стенни въглеродни нанотръби има по-ниска склонност към агломерация от едностенните-. Без значително модифициране на съществуващите процеси-за производство на суспензия, той може да постигне електрохимични характеристики, по-добри от много-стенните.
Процесите на провеждане на суспензия с много{0}}стенни въглеродни нанотръби са утвърдени през годините на широкомащабно-производство. Те предлагат най-добрата съвместимост на производствената линия и най-голямата толерантност към грешки в процеса.
IV. Разлики в разходите и пазарното позициониране
Разходи за материали от високи към ниски: Едностенни-стенни > Малкостенни-стенни > Многостенни-стенни. Малко-стени представляват-рентабилният среден маршрут, подходящ за повечето проекти за батерии от среден-до-висок-клас.
Едностенните-въглеродни нанотръби имат нисък добив при синтез и сложно пречистване, с най-високи общи разходи за доставка. Използват се най-вече в авангардни-проекти с достатъчен бюджет, като свръх-висока енергийна плътност и високо-силициеви силициеви-въглеродни аноди.
Малко-стенни въглеродни нанотръби имат по-малка трудност при синтез и пречистване от едностенни-с разходи между двете. Те са разходно{3}}ефективният избор в момента за високо-никелови NCM, средно-до-ниско съдържание на силиций, силиций-въглерод и натриево-йонни батерии.
Много{0}}стенните въглеродни нанотръби имат зряла индустриална верига и значителни ефекти от мащаба, с най-ниска цена. Те се използват широко в конвенционалните батерии за захранване и съхранение на енергия.
Shandong Tanfeng обхваща пълната серия от едно-стенни, малко-стенни и много-стенни проводими суспензии от въглеродни нанотръби, с пълни степени на маслена-и водна-базировка. Клиентите могат директно да избират многостенни-за намаляване на разходите, няколко-стенни за подобрения на производителността и едно-стенни за максимална производителност въз основа на позиционирането на проекта.
V. Как да избираме за различни сценарии: Точки за практическа преценка
Няма абсолютно оптимален продукт. Цялостният избор трябва да се основава на целите за производителност на клетката, условията на оборудването на производствената линия и бюджета на разходите. Препоръчително е да се провеждат паралелни контролирани опити в малък-мащаб, преди да се определи степента на масово производство.
Дайте приоритет на проводящата суспензия от въглеродни нанотръби с една стена: Pursuing ultimate energy density, 10C or higher ultra-high rate, silicon content >20% високи-силициеви силициеви-въглеродни аноди, достатъчен бюджет и производствени линии, способни да оптимизират процесите на дисперсия.
Дайте приоритет на проводимата суспензия от-въглеродни нанотръби с няколко стени:Клетки тип -никел-енергия, съдържание на силиций 5-20% средно{4}}до-ниско силициево-въглеродни, натриево-йонни батерии, които искат производителност, по-добра от многостенните, като същевременно контролират разходите и намаляват натиска при модификация на производствената линия.
Дайте приоритет на проводящата суспензия от много{0}}стенни въглеродни нанотръби:Конвенционални NCM, LFP батерии за съхранение на енергия, с контрол на разходите като основен фокус, отговарящи на основните изисквания за проводимост.
Практически съвети за избор:Не съдете само по името на продукта; не забравяйте да проверите данните от TEM и Raman тестове. При провеждане на сравнителни експерименти всички останали суровини и параметри на процеса трябва да се поддържат постоянни, с изключение на проводимата суспензия. Shandong Tanfeng може едновременно да предостави еталонни проби от всичките три типа тор, съкращавайки цикъла на итерация на R&D.
Основната разлика между едно-стенните, малко-стенните и много-стенните проводими суспензии от въглеродни нанотръби произлиза от броя на стените на тръбите, което допълнително води до многослойни разлики в проводящата способност, характеристиките на обработка и разходите за материали. Един-стенният има най-висок таван на производителността, но високи прагове за процес и разходи. Няколко-оградени места се намират в средния слой, балансирайки производителността и стабилността на масовото производство. Много{8}}стенните имат висока зрялост и изключителни предимства в разходите. Действителният подбор не трябва сляпо да преследва високи{10}}крайни класове, а трябва да съответства на показателите на клетката, условията на производствената линия и бюджета. Shandong Tanfeng притежава пълна производствена технология за едно-стенни, малко-стенни и много-стенни проводящи суспензии от въглеродни нанотръби, с пълни данни от изпитване за всеки клас и може да предостави препоръки за избор и справки за процеси за клиенти на литиеви батерии.