Pasta przewodząca z nanorurek węglowych stosowana jest głównie do dodatków przewodzących do akumulatorów litowych (jego największy rynek, gdzie do zbudowania wydajnej sieci przewodzącej potrzeba tylko 0,5%-1,5% materiału katody), powłok ekranujących elektromagnetycznie (skuteczność ekranowania 30 dB osiągnięta przy 1% dodatku), przewodzących tworzyw sztucznych/przedmieszek (opakowania antystatyczne, przewody paliwowe), superkondensatorów (poprawiających gęstość mocy) i elastycznej elektroniki (zginany materiał przewodzący obwody). Zalety dodatków przewodzących nanorurki węglowe są znaczące: ilość potrzebna do osiągnięcia tego samego efektu przewodzącego wynosi tylko 1/6 do 1/2 w przypadku tradycyjnych środków przewodzących, poprawiając jednocześnie wydajność i żywotność cyklu. Shandong Tanfeng New Material oferuje pełną gamę proszku nanorurek węglowych i pasty przewodzącej o wysokiej czystości i stabilnych partiach, a obecnie zaopatruje nowy rynek energii masowo.
1. Dodatek przewodzący do baterii litowych: największy rynek zastosowań
Wniosek:Pasta przewodząca nanorurki węglowe ma najwyższy odsetek zastosowań w dziedzinie baterii litowych. Do zbudowania wydajnej trójwymiarowej sieci przewodzącej wystarczy dodatek 0,5%-1,5%, co znacznie poprawia wydajność baterii i żywotność cykli.
Najważniejszym i dojrzałym zastosowaniem pasty przewodzącej nanorurki węglowe jest dodatek przewodzący do baterii litowej. W przeciwieństwie do tradycyjnej sadzy granulowanej przewodzącej (Super-P), nanorurki węglowe mają-bardzo wysoki współczynnik kształtu (do 1000:1 lub więcej), co pozwala im „mostkować” pomiędzy materiałami aktywnymi elektrody dodatniej i ujemnej, tworząc-sieć przewodzącą o dużym zasięgu.
Podstawowe zalety:
| Wymiar porównawczy | Tradycyjny dodatek przewodzący sadzy | Dodatek przewodzący nanorurki węglowej |
|---|---|---|
| Kwota dodatku | 3%-5% | 0.5%-1.5% |
| Wydajność przewodzenia | Kontakt punktowy, sieć nieciągła | Kontakt liniowy, sieć-trójwymiarowa |
| Wewnętrzna rezystancja akumulatora | Stosunkowo wysoki | Znacząco zmniejszone |
| Możliwość stawki | Przeciętny | Znacznie ulepszony |
| Gęstość energii | Ograniczone ilością dodatku przewodzącego | Może zwiększyć proporcję materiału aktywnego |
Aby osiągnąć ten sam efekt przewodzący, ilość potrzebnych nanorurek węglowych wynosi tylko 1/6 do 1/2 ilości tradycyjnych środków przewodzących.
Wydajność w określonych systemach akumulatorowych:
| Typ baterii | Efekt |
|---|---|
| Bateria litowo-żelazowo-fosforanowa (LFP). | Znacząco zmniejsza rezystancję wewnętrzną akumulatora, poprawia wydajność i żywotność cyklu |
| Bateria trójskładnikowa (NCM). | Poprawia wydajność przetwarzania elektrod katodowych, zapobiega pękaniu walców i rozsypywaniu się proszku |
| Bateria litowo-kobaltowa (LCO). | Może zwiększyć gęstość skompresowanej katody do 4,15 g·cm⁻³, poprawiając gęstość energii |
GGII prognozuje, że do 2030 r. dostawy proszku z dodatkiem przewodzącego nanorurki węglowej z Chin osiągną 41 000 ton, co odpowiada wielkości rynku pasty wynoszącej 680 000 ton (obliczonej przy zawartości substancji stałych 6%), przy złożonej rocznej stopie wzrostu (CAGR) wynoszącej 26,7% w latach 2024–2030. Rozwój technologii szybkiego-ładowania w kierunku 4C/6C i nowe systemy, takie jak akumulatory pół-stałe/całkowicie-stałe-, będą w dalszym ciągu zwiększać popyt na pastę przewodzącą z nanorurek węglowych.
2. Powłoki ekranujące elektromagnetyczne: zapobieganie „zakłóceniom” urządzeń elektronicznych
Wniosek:Powłoki ekranujące elektromagnetyczne z 1% dodatkiem nanorurek węglowych mogą osiągnąć skuteczność ekranowania ponad 30 dB w szerokim zakresie częstotliwości, spełniając jednocześnie kompleksowe wymagania dotyczące przyczepności, twardości i odporności na mgłę solną.
W miarę jak urządzenia elektroniczne stają się coraz bardziej gęste, głównym problemem stają się zakłócenia elektromagnetyczne. - „brzęczący” dźwięk wydawany przez telefon umieszczony w pobliżu głośnika jest przejawem zakłóceń elektromagnetycznych. Pasta przewodząca z nanorurek węglowych może służyć jako wypełniacz przewodzący do powłok ekranujących elektromagnetycznie, nakładanych na wnętrze obudów urządzeń w celu „blokowania” fal elektromagnetycznych.
Dane dotyczące wydajności:
Badanie przeprowadzone w 2020 r. wykazało, że powłoka z żywicy epoksydowej zawierająca 1% wag. nanorurek węglowych i 35% proszku miedzi powlekanej srebrem- osiągnęła ogólną skuteczność ekranowania ponad 30 dB w zakresie częstotliwości od 14 kHz do 1,5 GHz, spełniając jednocześnie:
| Wymóg | Wydajność |
|---|---|
| Przyczepność | Klasa 1 |
| Twardość ołówka | 4H |
| Odporność na mgłę solną | Brak pęcherzy, brak łuszczenia się i pękanie po 500 godzinach |
Co to oznacza?Skuteczność ekranowania wynosząca 30 dB odpowiada blokowaniu 99,9% energii fal elektromagnetycznych - wystarczającej do spełnienia wymagań kompatybilności elektromagnetycznej większości urządzeń elektronicznych.
Ponadto istnieje opatentowana technologia polegająca na łączeniu jednościennych-nanorurek węglowych z przewodzącą polianiliną w celu przygotowania-wodnych powłok ekranujących elektromagnetycznie, przy niższych kosztach produkcji i większej przyjazności dla środowiska.
3. Przewodzące tworzywa sztuczne/przedmieszki: sprawianie, że tworzywa sztuczne są „przewodzące”
Wniosek:Pastę przewodzącą nanorurkę węglową można-wstępnie zdyspergować i przekształcić w przewodzące przedmieszki, które następnie dodaje się do tworzyw sztucznych w celu wytworzenia-antystatycznych opakowań, samochodowych przewodów paliwowych, obudów produktów elektronicznych i nie tylko.
Tworzywa sztuczne są naturalnie izolatorami, ale w wielu sytuacjach muszą być przewodzące, - na przykład obudowy sprzętu górniczego wymagają-właściwości antystatycznych, a samochodowe przewody paliwowe muszą być antystatyczne-, aby zapobiec zapaleniu paliwa przez iskry.
Pastę przewodzącą nanorurkę węglową można najpierw zmieszać z matrycą z tworzywa sztucznego (taką jak PA6, PA12, PP itp.), aby wytworzyć przewodzącą przedmieszkę, którą następnie formuje się wtryskowo w produkty końcowe. Ta forma „przedmieszki” ułatwia dalszym klientom korzystanie z - nanoproszku,-którym nie muszą sami zajmować się nim; po prostu dodają go proporcjonalnie do swoich surowców.
Do głównych produktów firmy Shandong Tanfeng należą przedmieszki przewodzące nanorurki węglowe, szeroko stosowane w branży przewodzących tworzyw sztucznych. Ich podstawową zaletą jest to, że wystarczy tylko 2-3% dodatku nanorurek węglowych, aby nadać tworzywom sztucznym poziom antystatyczny (10⁶-10⁹ Ω/m2).
4. Superkondensatory i urządzenia magazynujące energię: poprawa gęstości mocy
Wniosek:Pastę przewodzącą nanorurkę węglową można stosować jako materiał elektrodowy lub dodatek przewodzący do superkondensatorów, wykorzystując jej dużą powierzchnię właściwą i zalety jednowymiarowej-sieci przewodzącej w celu znacznej poprawy gęstości mocy.
Superkondensatory to urządzenia magazynujące energię, mieszczące się pomiędzy akumulatorami a tradycyjnymi kondensatorami, charakteryzujące się wyjątkowo dużą gęstością mocy (bardzo szybkie ładowanie/rozładowanie) i wyjątkowo długą żywotnością cykli (setki tysięcy cykli). Dodatek nanorurek węglowych może:
Działa jako dodatek przewodzący, zmniejszając opór wewnętrzny elektrody.
Działaj jak materiał szkieletowy, budując trójwymiarową-porowatą strukturę.
Być łączony z węglem aktywnym, grafenem itp., aby poprawić pojemność właściwą.
Pasta kompozytowa grafen/nanorurka węglowa o wysokiej-przewodności została wyraźnie zastosowana w dziedzinie superkondensatorów.
5. Elastyczna elektronika i przezroczyste folie przewodzące: zginany „atrament elektroniczny”
Wniosek:Pastę przewodzącą nanorurkę węglową można powlekać w celu przygotowania elastycznych przezroczystych folii przewodzących do stosowania w zginanych urządzeniach elektronicznych, takich jak ekrany dotykowe i elastyczne czujniki.
Tradycyjne przezroczyste folie przewodzące wykorzystują tlenek indu i cyny (ITO), którego wadą jest kruchość -, która pęka przy zginaniu. Pastę przewodzącą nanorurkę węglową można nakładać na elastyczne podłoża, takie jak PET, tworząc zginane przezroczyste folie przewodzące.
Pasta kompozytowa grafen/nanorurka węglowa firmy Shandong Tanfeng o wysokiej-przewodności ma przewodność powłoki na poziomie 400–600 S/cm, a jednocześnie charakteryzuje się dobrą elastycznością mechaniczną, dzięki czemu nadaje się do stosowania w elastycznych czujnikach, elastycznych wyświetlaczach i nie tylko.
Wysokiej-jakości pasta przewodząca na bazie nanorurki węglowej- na bazie wody może być również używana do:
Czujniki:Wykorzystanie efektu piezorezystancyjnego nanorurek CNT do przygotowania nadających się do noszenia czujników naprężenia.
Kompozyty nanorurkowe:Nadawanie właściwości przewodzących materiałom kompozytowym poprzez wypełnienie lub powlekanie.
6. Nowy materiał Shandong Tanfeng: „Moc źródłowa” pasty przewodzącej z nanorurek węglowych
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. może dostarczać produkty w postaci proszku nanorurek węglowych i past przewodzących o czystości większej lub równej 98% i stabilnych partiach, służąc jako główny dostawca wyższego szczebla w łańcuchu przemysłowym past przewodzących.
Wyprzedzającym przemysłem past przewodzących nanorurki węglowe jest-wysokiej jakości proszek nanorurek węglowych. Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. jest właśnie „źródłem mocy” tego łańcucha branżowego.
Podsumowanie podstawowych zalet:
| Wymiar korzyści | Wytrzymałość nowego materiału Tanfeng |
|---|---|
| Matryca Produktu | Wielościenne/jednościenne-/dwuścienne-proszki nanorurek węglowych, krzemowe-materiały na anody węglowe, pasta przewodząca |
| Czystość produktu | Większa lub równa 98%, dobra konsystencja partii |
| Procesy przygotowawcze | metoda CVD, metoda wyładowań łukowych, metoda ablacji laserowej; kontrola wielu-procesów |
| Wydajność dostaw | 200 ton/miesiąc; Pierwsza faza projektu produkcyjnego została już zakończona |
| Układ aplikacji | Siedem głównych kierunków: nowe pojazdy energetyczne, zaawansowane materiały polimerowe, przemysł lotniczy, transport kolejowy, energetyka wiatrowa, magazynowanie energii wodorowej |
Produkty firmy prezentowane były na międzynarodowych wystawach m.in. CHINAPLAS. Może dostarczać produkty w postaci past przewodzących zarówno na bazie NMP-, jak i na bazie wody-, charakteryzujące się dobrą płynnością, stabilną dyspersją i łatwością użycia dla klientów.
Podsumowanie: Krótki przegląd pięciu głównych zastosowań pasty przewodzącej z nanorurek węglowych
| Obszar zastosowań | Funkcja podstawowa | Typowa kwota dodatku | Kluczowy efekt |
|---|---|---|---|
| Dodatek przewodzący do baterii litowych | Tworzy trójwymiarową-sieć przewodzącą | 0.5%-1.5% | Zmniejszony opór wewnętrzny, ulepszona wydajność |
| Powłoka ekranująca elektromagnetycznie | Pochłania/odbija fale elektromagnetyczne | 1%-5% | Skuteczność ekranowania 30 dB |
| Przewodzący plastik/przedmieszka | Nadaje tworzywom sztucznym-właściwości antystatyczne | 2%-5% | Spełnia wymagania ESD |
| Superkondensator | Zmniejsza opór wewnętrzny, poprawia gęstość mocy | 1%-5% | Zwiększona gęstość mocy |
| Elastyczne urządzenie elektroniczne | Zginana przezroczysta warstwa przewodząca | Aplikacja powłoki | Przewodność 400-600 S/cm |
Podsumowanie w jednym-zdaniu:Podstawową wartością pasty przewodzącej nanorurki węglowe jest osiągnięcie ogromnego skoku wydajności przy minimalnym dodatku - zarówno w przypadku baterii, powłok, jak i tworzyw sztucznych. Shandong Tanfeng New Material, o zdolności produkcyjnej wynoszącej 200 ton miesięcznie i czystości większej lub równej 98%, dostarcza wysokiej-jakości surowce nanorurek węglowych dla tych pięciu głównych scenariuszy zastosowań.