1. „Różnice genetyczne” pomiędzy dwoma typami baterii
Chociaż zarówno akumulatory-półprzewodnikowe, jak i akumulatory-sodowe-jonowe znajdują się w centrum uwagi jako technologie akumulatorów nowej-generacji, ich podstawowa logika dotycząca wymagania CNT jest zupełnie inna.
Celem akumulatorów-stałych jest „bezpieczniejsze i bardziej energetyczne” - zastąpienie ciekłych elektrolitów elektrolitami-stałymi, aby zasadniczo rozwiązać problem niekontrolowanej utraty ciepła. Jednak kompromisem jest słaby-kontakt międzyfazowy w stanie stałym i niska wydajność transportu jonów, co stanowi największą przeszkodę w uprzemysłowieniu-baterii półprzewodnikowych.
Celem akumulatorów sodowych-jonowych jest „tańsze i bardziej zrównoważone”. - Zasoby sodu są obfite, a koszt jest znacznie niższy niż w przypadku litu. Wadą-jest to, że promień jonowy sodu jest o 34% większy niż litu, co utrudnia interkalację i deinterkalację. Ponadto wewnętrzna przewodność elektryczna materiałów jest słaba, co powoduje z natury niską gęstość energii.
Różne „geny” tych dwóch typów baterii determinują zupełnie odmienną rolę, jaką odgrywają nanorurki CNT w każdym z nich.
2. Baterie-półprzewodnikowe: SWCNT to „kluczowy materiał pomocniczy”
2.1 Trzy główne wąskie gardła-baterii półprzewodnikowych
Przeniesienie-baterii półprzewodnikowych z laboratorium do produkcji masowej wiąże się z trzema głównymi wyzwaniami:
| Szyjka | Konkretna manifestacja |
|---|---|
| Wysoka impedancja międzyfazowa | Niewystarczający kontakt stałego elektrolitu z elektrodą; transport jonów jest utrudniony |
| Niska wydajność transportu jonów/elektronów | Brak zwilżania ciekłym elektrolitem; niekompletna sieć przewodząca |
| Słaba stabilność mechaniczna | Zmiany objętości podczas ładowania/rozładowania prowadzą do rozwarstwienia międzyfazowego |
2.2 Wyjątkowa wartość SWCNT
Badania przeprowadzone przez Shandong Tanfeng wskazują, że SWCNT mogą systematycznie eliminować te trzy wąskie gardła:
Po pierwsze, zbudowanie trójwymiarowej-sieci przewodzącej.SWCNT mają jednowymiarową-nanostrukturę i właściwości balistycznego transportu elektronów, a przewodność elektryczna jest 1000 razy większa od miedzi. Wystarczy niewielki dodatek, aby utworzyć trójwymiarową-ciągłą sieć przewodzącą wewnątrz elektrody, znacznie poprawiając przewodność elektronową-akumulatorów półprzewodnikowych i zmniejszając opór wewnętrzny.
Po drugie, poprawa kontaktu międzyludzkiego.Wysoka elastyczność SWCNT pozwala im dokładnie dopasować się do mikro{0}}przerw między elektrodą a elektrolitem, zmniejszając straty kontaktowe i skutecznie obniżając impedancję międzyfazową.
Po trzecie, buforowanie ekspansji woluminu.Anody-na bazie krzemu podczas ładowania/rozładowywania zwiększają objętość nawet o 300%, co może łatwo prowadzić do sproszkowania cząstek i zapadnięcia się struktury. SWCNT mogą tworzyć elastyczną sieć nośną między cząsteczkami krzemu, działając jak „nano-sprężyny”, pochłaniając naprężenia, utrzymując integralność elektrody i znacznie poprawiając żywotność akumulatora.
2.3 Walidacja przemysłowa: zastosowana już przez firmę Shandong Tanfeng
Klientami firmy Shandong Tanfeng są największe krajowe firmy zajmujące się badaniami i rozwojem akumulatorów-półprzewodnikowych/półprzewodnikowych-półprzewodnikowych-. Firma posiada pewien udział w dostawach CNT w dziedzinie-baterii półprzewodnikowych i dostarcza powiązane produkty wielu zagranicznym-producentom baterii półprzewodnikowych.
Kluczowy wniosek:W przypadku akumulatorów-półprzewodnikowych SWCNT są koniecznością-, a nie czymś, co warto-mieć-.
3. Baterie{{1}sodowe i jonowe: CNT „zwiększają wydajność”
3.1 Wyzwanie związane z przewodnością w przypadku akumulatorów-jonowo-sodowych
Materiały stosowane w akumulatorach-jonowo-sodowych mają z natury słabą przewodność elektryczną i niską gęstość energii. Dlatego wymagają lepszych dodatków przewodzących, aby odpowiednio się dostosować, zmniejszając zajmowanie przestrzeni, zwiększając objętościową gęstość energii i tworząc wydajną sieć przewodzącą.
Badania akademickie potwierdziły również ważną wartość zastosowania nanorurek CNT w akumulatorach-jonowo-sodowych. Materiały węglowe, ze względu na ich wysoką przewodność elektryczną, różnorodność strukturalną i niski koszt, były szeroko badane pod kątem zastosowania jako anody w akumulatorach-jonowo-sodowych. Nanorurki CNT, dzięki swojej dużej powierzchni właściwej i doskonałym parametrom elektrochemicznym, cieszą się dużym zainteresowaniem w dziedzinie akumulatorów-jonowo-sodowych.
3.2 Podstawowe wymagania dotyczące akumulatorów-jonowo-sodowych do nanorurek CNT
W przeciwieństwie do akumulatorów-stałych, wymagania akumulatorów-sodowych do CNT odzwierciedlają się głównie w następujących aspektach:
| Wymiar wymagań | Konkretna treść |
|---|---|
| Budowa sieci przewodzącej | Kompensuje naturalnie słabą przewodność elektryczną materiałów |
| Poprawa możliwości szybkości | Zwiększa kinetykę interkalacji/deinterkalacji jonów sodu |
| Kompensacja gęstości energii | Osiąga większą wydajność w ograniczonej przestrzeni |
Główni producenci zajmujący się obecnie badaniami nad akumulatorami-jonowo-sodowymi są klientami firmy, a niektórzy klienci korzystali już z produktów SWCNT firmy w swoich programach badawczo-rozwojowych dotyczących akumulatorów sodowych.
Oznacza to, że nawet w przypadku „tanich-kosztów” baterii sodowych-jonowych, rozwiązania-zaawansowane wymagają także-wydajności SWCNT do ich obsługi.
4. Porównanie wykorzystania: intensywność zapotrzebowania na CNT w różnych systemach
Dwa scenariusze zastosowań krzemowych-anod węglowych i trójskładnikowych katod o wysokiej-niklu mają wyższe wymagania dotyczące wydajności i dlatego wymagają większych ilości nanorurek CNT.
Logika tej oceny jest jasna:
Baterie-półprzewodnikoweobejmują złożone kwestie, takie jak solidne-solidne interfejsy i rozwój wolumenu, co skutkuje największą intensywnością popytu na CNT (zwłaszcza SWCNT).
Baterie sodowe-jonowe, chociaż wymagają nanorurek CNT w celu poprawy przewodności, mają ogólne wymagania dotyczące wydajności, które są mniej rygorystyczne niż wymagania dotyczące krzemowych anod-węglowych i trójskładnikowych katod o wysokiej-niklu, w związku z czym wymagają stosunkowo mniejszych ilości.
Z punktu widzenia planu rozwoju technologii i w oparciu o podstawowe właściwości materiałów, szlaki technologiczne o wysokich wymaganiach dotyczących wydajności, takie jak akumulatory półprzewodnikowe-, będą charakteryzowały się większym popytem na produkty SWCNT.
5. Przewodnik po wyborze: Jedna tabela, która pomoże Ci zrozumieć Twój wybór
| Typ baterii | Podstawowe wyzwanie | Rola CNT | Zalecany typ | Trend użytkowania |
|---|---|---|---|---|
| Stały-stan | Wysoka impedancja międzyfazowa, słaby-stały kontakt | Zbuduj sieć przewodzącą, poszerz objętość bufora, ulepsz interfejs | Przede wszystkim SWCNT | Wysoki popyt, stale rosnący |
| Pół-półstały-stan | Stabilność międzyfazowa | Taki sam jak półprzewodnikowy-, z nieco niższymi wymaganiami | Hybryda SWCNT + MWCNT | Stosunkowo duży popyt |
| Jony-sodu | Słaba przewodność, niska gęstość energii | Popraw wydajność sieci przewodzącej | Głównie SWCNT (dla zaawansowanych-) | Umiarkowany, rosnący wraz z industrializacją |
| Konwencjonalny litowo-jonowy | Wymiana dodatku przewodzącego | Wymień sadzę, popraw wydajność | Przede wszystkim MWCNT | Stały wzrost |
Podsumowanie w jednym zdaniu:
Baterie-półprzewodnikowe:SWCNT są niezbędne ze względu na duże wykorzystanie i duży popyt.
Baterie sodowe-jonowe:CNT (zwłaszcza SWCNT) są potrzebne do poprawy wydajności, ale wymagana ilość jest stosunkowo mniejsza.
6. Zalety Shandong Tanfeng
Jako profesjonalny producent CNT, nasz ogólny układ w dziedzinie akumulatorów półprzewodnikowych i akumulatorów-jonowo-sodowych oferuje następujące korzyści:
Po pierwsze, pełne pokrycie linii produktów.Dostarczamy produkty SWCNT i MWCNT, spełniając potrzeby różnych ścieżek technologicznych, takich jak akumulatory-półprzewodnikowe, akumulatory pół-półprzewodnikowe- i akumulatory-sodowe-jonowe.
Po drugie, wiodąca walidacja industrializacji.Próbki naszych produktów SWCNT zostały pobrane od wielu wiodących producentów akumulatorów-sodowych i-jonowych. Niektórzy z nich zrealizowali już dostawy-w małych partiach, a postęp w zakresie weryfikacji klientów jest wiodący.
Po trzecie, zapewnienie zdolności produkcyjnych.Dzięki ciągłemu rozszerzaniu naszych mocy produkcyjnych SWCNT możemy zapewnić klientom stabilne dostawy produktów-na skalę seryjną, zapewniając pewność materiałów na potrzeby industrializacji akumulatorów-półprzewodnikowych i akumulatorów-sodowych-jonowych.
Po czwarte, wsparcie techniczne aplikacji.Odpowiadając na szczególne potrzeby akumulatorów-sodowych i-jonowych, zapewniamy kompleksowe wsparcie techniczne-od procesów dyspersji i optymalizacji receptury po testowanie ogniw,-pomagając klientom szybko zakończyć integrację materiałów.
Obecnie nasze produkty CNT są szeroko stosowane w nowych pojazdach energetycznych, magazynowaniu energii, elektronice użytkowej i innych dziedzinach. W miarę przyspieszania industrializacji akumulatorów-sodowych i-jonów sodowych, nie możemy się doczekać współpracy z większą liczbą klientów w celu przyspieszenia wdrażania technologii akumulatorów nowej-generacji.