Na etapie wyboru środka przewodzącego w akumulatorach litowych zawiesiny przewodzące nanorurki węglowe podzielono na trzy główne kategorie: jedno-jednościenne, kilku-i wielościenne-. Wielu nabywców i pracowników działu badań i rozwoju łatwo myli rozmieszczenie-nanorurek węglowych o kilku ściankach, nie będąc w stanie rozróżnić różnic między nimi pod względem struktury ścianek rurek, wydajności przewodzenia, zgodności procesu i kosztów. Niewiele-ściennych nanorurek węglowych, jako kategoria pośrednia między jedno-ściennymi a zwykłymi wielościennymi-, odnotowało w ostatnich latach szybki wzrost zastosowań, takich jak wysoko-niklowe NCM, średnio-do{11}niskokrzemowe anody krzemowe-oraz baterie sodowe-jonowe. Jeśli ocena wyboru jest niedokładna, może łatwo prowadzić do gorszych wyników lub zmarnowanego budżetu. Wyjaśnienie podstawowych różnic między nimi to jedyny sposób na wybranie najbardziej odpowiedniej zawiesiny przewodzącej w oparciu o wskaźniki wydajności ogniwa, stan linii produkcyjnej i budżet kosztów. Firma Shandong Tanfeng osiągnęła masową produkcję pełnej serii jedno-jednościennych, kilku- i wielościennych-zawiesin przewodzących nanorurek węglowych i może dostarczyć pełne raporty z testów i odniesienia do procesów formułowania, ułatwiając poziome testy porównawcze i selekcję personelu badawczo-rozwojowego.
I. Zasadnicza różnica między nimi wynika z liczby ścianek rurek, co wymaga profesjonalnych metod charakteryzacji w celu różnicowania
Najważniejszym wskaźnikiem wyróżniającym jedno-jednościenne, kilka-i wielościennych-zawiesin przewodzących nanorurki węglowe jest liczba ścianek rurek. Nie można tego rozpoznać na podstawie wizualnej kontroli wyglądu gnojowicy; wiarygodne określenie musi opierać się na TEM (transmisyjnej mikroskopii elektronowej) i spektroskopii Ramana.
Jednościenne-nanorurki węglowe:Tylko 1 warstwa ścianki rurki z atomem węgla;
Kilka-ściennych nanorurek węglowych:2-5 warstw ścianek rurek z atomami węgla;
Zwykłe wielościenne-nanorurki węglowe:6 lub więcej warstw ścianek rurek z atomami węgla.
Niektórzy dostawcy na rynku etykietują na sprzedaż kilka-produktów z pojedynczą-ścianką. Ocenianie wyłącznie na podstawie etykiet produktów może łatwo prowadzić do błędnej oceny. W celu formalnego wyboru baterii litowej należy zażądać odpowiednich nieprzetworzonych danych testowych.
| Element porównawczy | Pojedyncza-ścienna zawiesina przewodząca CNT | Niewiele-ściennej zawiesiny przewodzącej CNT | Wielościenna-zawiesina przewodząca CNT | Podstawa odniesienia |
|---|---|---|---|---|
| Liczba ścian rur | 1 warstwa | 2-5 warstw | Większe lub równe 6 warstw | Specyfikacja branżowa materiałów nanowęglowych |
| Typowa średnica rury | 1,2-2,0 nm | 2-5 nm | 8-15 nm | Statystyki pomiarów mikroskopowych TEM |
| Ramana I_D/I_G | 0.04-0.12 | 0.08-0.20 | 0.4-1.0 | Ogólne standardy charakteryzacji CNT |
| Referencyjny zakres dodawania suchej bazy | 0.05-0.20% | 0.15-0.40% | 0.2-0.60% | Dane dotyczące formuły pilotażowej akumulatora mocy |
Firma Shandong Tanfeng dostarcza przejrzyste raporty z testów TEM i Ramana dla każdej partii jedno-parowych-ściennych i wielościennych-zawiesin przewodzących nanorurek węglowych, z wyraźnie oznakowanymi warstwami ścianek rurek i zakresami średnic rurek, co pozwala uniknąć ryzyka wyboru na podstawie etykiet produktów niezgodnych z rzeczywistymi materiałami.
II. Praktyczne różnice w zastosowaniach pod względem wydajności przewodzenia i możliwości tworzenia sieci
Ranking możliwości tworzenia sieci przewodzącej: jedno-ścienna > Mało-ścienna > Wielościenna-. Niewiele-ściennych nanorurek węglowych może osiągnąć współczynnik przewodzenia zbliżony do-jednościennych, kompensując jednocześnie tendencję jednościennych-do aglomeracji.
Jednościenne-nanorurki węglowe mają najmniejszą średnicę i największą liczbę rurek na jednostkę masy. Niewielka ilość dodatku może zbudować gęstą-wymiarową sieć przewodzącą, odpowiednią dla scenariuszy zakładających najwyższą gęstość energii. Jednakże ich duża powierzchnia właściwa stwarza duże ryzyko aglomeracji, co wymaga rygorystycznych wymagań dla procesów dyspersji szlamu.
Niewiele-ściennych nanorurek węglowych zachowuje zaletę cienkiej średnicy rurki, z większą liczbą rurek na jednostkę masy niż wielościenne-nanorurki. Ich skuteczność przewodzenia jest słabsza niż w przypadku przewodów jedno-jednościennych, ale znacznie wyższa niż w przypadku zwykłych przewodów wielościennych-. Tendencja do splątania-między lampami zmniejsza się, skutecznie równoważąc wydajność przewodzenia i trudność w dyspersji.
Wielościenne-nanorurki węglowe charakteryzują się dojrzałą technologią. Polegają na nakładaniu się ścian rur w celu zbudowania sieci przewodzących, co wymaga większych ilości dodatku, aby osiągnąć równoważne efekty przewodzące. Nadają się do konwencjonalnych akumulatorów zasilających i magazynujących energię.
| Wymiar wydajności | Pojedyncza-ścienna zawiesina przewodząca CNT | Niewiele-ściennej zawiesiny przewodzącej CNT | Wielościenna-zawiesina przewodząca CNT |
|---|---|---|---|
| Wydajność budowy sieci przewodzącej | Najwyższy | Stosunkowo wysoki | Średni |
| Sucha baza wymagana do uzyskania równoważnej przewodności | Najniższy | Średni | Stosunkowo wysoki |
| Krzem-Zdolność buforowania splątania anody węglowej | Doskonały | Dobry | Przeciętny |
| Poprawa gęstości energii elektrody | Optymalny | Dobry | Przeciętny |
Studium przypadku fabryki:W ramach projektu ogniw energetycznych testowano czystą jednościenną-przewodzącą zawiesinę nanorurek węglowych. Wydajność-na małą skalę była doskonała, ale podczas produkcji masowej okno procesu dyspersji było wąskie, a wydajność wahała się. Po przejściu na kilku-ścienną, przewodzącą zawiesinę nanorurek węglowych firmy Shandong Tanfeng z niewielkim zwiększeniem dodatku suchej masy, wydajność i cykle ogniw zbliżyły się do poziomów jedno-ściennych, stabilność linii produkcyjnej znacznie się poprawiła, a koszty materiałów zostały kontrolowane.
III. Różnice w charakterystyce przetwarzania gnojowicy i kompatybilności linii produkcyjnej
Ranking tolerancji procesu: Wielo-ścienny > Kilka-ściennych > Pojedynczy-ścienny. Niewiele-ściennych nanorurek węglowych ma niskie wymagania dotyczące modyfikacji linii produkcyjnej; większość istniejących linii do produkcji baterii litowych może być bezpośrednio kompatybilna.
Jednościenna, przewodząca zawiesina nanorurek węglowych ma wąskie okno dyspersji. Niewystarczające ścinanie łatwo powoduje aglomerację, natomiast nadmierne ścinanie powoduje uszkodzenie rurek węglowych. Niektóre linie produkcyjne muszą dostosować-parametry wstępnego mieszania, mieszania i odpieniania.
Nieliczne-ścienne przewodzące nanorurki węglowe mają mniejszą tendencję do aglomeracji niż jednościenne-. Bez znaczących modyfikacji istniejących procesów-wytwarzania zawiesiny, można osiągnąć wydajność elektrochemiczną lepszą niż w przypadku systemów wielo-ściennych.
Procesy wykorzystujące wielościenne nanorurki węglowe przewodzące w zawiesinie zostały sprawdzone przez lata produkcji-na dużą skalę. Oferują najlepszą kompatybilność linii produkcyjnej i największą tolerancję na błędy procesowe.
IV. Różnice w kosztach i pozycjonowaniu na rynku
Koszt materiału od najwyższego do najniższego: jedno-ścienne > Kilka-ściennych > Wielo-wielościenne. Kilka-murów stanowi opłacalną-metodę środka, odpowiednią dla większości projektów akumulatorów średniej--wysokiej-.
Jednościenne-nanorurki węglowe charakteryzują się niską wydajnością syntezy i skomplikowanym oczyszczaniem, przy najwyższym całkowitym koszcie zakupu. Są one najczęściej wykorzystywane w-nowoczesnych projektach z wystarczającym budżetem, takich jak ultra-wysoka gęstość energii i anody węglowe o wysokiej-krzemowo-krzemie-.
Niewiele-nanorurek węglowych o ściankach ma mniejsze trudności w syntezie i oczyszczaniu niż-jednościenne nanorurki, a ich koszty są porównywalne. Stanowią one obecnie-opłacalny wybór w przypadku akumulatorów wysoko-niklowych NCM, średnio-do-niskokrzemowych, krzemowych-węglowych i-sodowych-jonowych.
Wielościenne-nanorurki węglowe charakteryzują się dojrzałym łańcuchem przemysłowym i znacznym efektem skali przy najniższych kosztach. Są szeroko stosowane w konwencjonalnych akumulatorach zasilających i magazynujących energię.
Shandong Tanfeng obejmuje pełną gamę jedno-jednościennych, kilku-ściennych i wielościennych-zawiesin przewodzących nanorurek węglowych, w całości na bazie oleju-i wody-. Klienci mogą bezpośrednio wybrać wielo-ścienne w celu obniżenia kosztów, kilka-wielościennych w celu zwiększenia wydajności lub jedno-jednościenne w celu uzyskania najwyższej wydajności w zależności od pozycjonowania projektu.
V. Jak wybierać dla różnych scenariuszy: praktyczne punkty oceny
Nie ma produktu absolutnie optymalnego. Kompleksowy wybór powinien opierać się na docelowej wydajności ogniwa, stanie wyposażenia linii produkcyjnej i budżecie kosztów. Przed określeniem klasy produkcji masowej zaleca się przeprowadzenie równoległych, kontrolowanych prób-na małą skalę.
Priorytetowo traktuj jednościenną-zawiesinę przewodzącą nanorurki węglowe: Pursuing ultimate energy density, 10C or higher ultra-high rate, silicon content >Anody węglowe o zawartości 20%-krzemu i krzemu-, wystarczający budżet i linie produkcyjne umożliwiające optymalizację procesów dyspersji.
Należy nadać priorytet kilku-ściennym zawiesinom przewodzącym nanorurki węglowe:Ogniwa typu-niklowego-, zawierające krzem od 5-20% średnich-do-o niskiej zawartości krzemu, krzemu-sodowych-akumulatorów jonowych, wymagające wydajności wyższej niż akumulatory wielościenne, przy jednoczesnej kontroli kosztów i zmniejszeniu presji związanej z modyfikacjami linii produkcyjnej.
Należy nadać priorytet wielościennym-przewodzącym zawiesinom nanorurek węglowych:Konwencjonalne akumulatory NCM, LFP, skupiające się na kontroli kosztów i spełniające podstawowe wymagania w zakresie przewodzenia.
Praktyczne wskazówki dotyczące wyboru:Nie oceniaj wyłącznie po nazwie produktu; pamiętaj o sprawdzeniu danych z testów TEM i Ramana. Podczas przeprowadzania eksperymentów porównawczych wszystkie pozostałe surowce i parametry procesu muszą być niezmienne, z wyjątkiem zawiesiny przewodzącej. Shandong Tanfeng może jednocześnie dostarczyć próbki wzorcowe wszystkich trzech rodzajów gnojowicy, skracając cykl iteracyjny prac badawczo-rozwojowych.
Podstawowa różnica między jedno{0}}, kilkoma-ściennymi i wielościennymi-zawiesinami przewodzącymi nanorurki węglowe wynika z liczby ścianek rurek, co dodatkowo powoduje wielowarstwowe różnice w zdolności przewodzenia, charakterystyce przetwarzania i kosztach materiałów. Jednościenne-mają najwyższy pułap wydajności, ale wysokie progi procesu i kosztów. Niewiele-warstw znajduje się na środkowym poziomie, równoważąc wydajność i stabilność produkcji masowej. Konstrukcja wielościenna- charakteryzuje się wysoką dojrzałością i wyjątkowymi zaletami kosztowymi. Rzeczywista selekcja nie powinna ślepo kierować się-najwyższymi ocenami, ale musi odpowiadać wskaźnikom komórki, stanom linii produkcyjnej i budżetowi. Shandong Tanfeng dysponuje kompletną technologią produkcji jedno-jednościennych, kilku- i wielościennych-zawiesin przewodzących nanorurek węglowych, wraz z pełnymi danymi testowymi dla każdego gatunku, a także może zapewnić zalecenia dotyczące wyboru i referencje dotyczące procesów dla klientów zajmujących się bateriami litowymi.