1. Zašto su litijumskim baterijama potrebni provodljivi aditivi?
Konduktivni aditivi su "elektronski put" elektroda litijumskih baterija, odgovorni za brzo vođenje elektrona generisanih aktivnim materijalima do kolektora struje, direktno određujući unutrašnji otpor baterije, sposobnost brzine i životni vek.
Katodni materijali litijumskih baterija (kao što su litijum gvožđe fosfat i ternarni materijali) imaju lošu intrinzičnu provodljivost, tako da se moraju dodati provodljivi aditivi da bi se izgradila efikasna mreža za transport elektrona.
Odabir i stanje disperzije provodljivih aditiva direktno utiču na tri ključna indikatora:
Unutrašnji otpor baterije:Nepotpuna vodljiva mreža → povećan unutrašnji otpor → povećano stvaranje topline
Mogućnost stope:Nedovoljna efikasnost provodnog aditiva → ograničene performanse kapaciteta tokom velike-strujnog pražnjenja
Životni vijek ciklusa:Sposobnost provodne mreže da održi stabilnost tokom promjena volumena napunjenosti i pražnjenja
2. Ugljične nanocijevi naspram čađe: tri osnovne prednosti
Ugljične nanocijevi su sveobuhvatno superiorne u odnosu na čađu u vodljivoj strukturi, količini dodavanja i dugotrajnoj-stabilnosti ciklusa. Osnovna razlika leži u "provođenju linije" u odnosu na "tačkasti kontakt".
2.1 Provodna struktura: Tačkasti kontakt u odnosu na linijski kontakt
Čađa postoji kao trodimenzionalne razgranate-čestice lanca/zrna, sa provodnim putevima formiranim preklapanjem između čestica u kontaktu u tački. Problem sa ovom strukturom je u tome što jednom kada se elektroda podvrgne promjenama zapremine tokom punjenja i pražnjenja, tački kontakti se mogu lako "raspasti", uništavajući provodljivu mrežu.
Ugljične nanocijevi imaju jedno-dimenzionalnu cijevnu strukturu sa ultra-visokim omjerom širine i visine, što im omogućava da "produ" kroz unutrašnjost elektrode kako bi formirali kontinuiranu i potpunu putanju transporta elektrona. Ovo je ekvivalentno postavljanju "autoputa elektrona" u elektrodu, na koju ne utiče pomeranje čestica.
Poređenje struktura provodljive čađe, ugljičnih nanocijevi i grafena kao tri glavna provodljiva aditiva:
| Comparison Dimension | Conductive Carbon Black | Ugljične nanocijevi (CNT) | Grafen |
|---|---|---|---|
| Conductive Structure | Trodimenzionalni razgranati lanac/tačkasti kontakt | Jedno-dugodometna{1}}vodljivost linije | Dvodimenzionalna planarna provodljivost |
| Conductive Capability | Dobro | Odlično | Najviši{0}} nivo |
| Optimalna količina dodavanja | 0.5%-3% | 0.2%-1% | 0.1%-0.5% |
| Obradivost elektroda | Glatki premaz | Blago visok viskozitet | Lako se aglomerira |
| Core Positioning | Opšti osnovni sloj | Visoka brzina, dug ciklus | Ultimativna provodljivost |
2.2 Dodatna količina: jedna-trećina doze za bolje rezultate
Dodatna količina CNT provodljive paste je samo 0,5%-1%. Kada se koristi samo provodljiva čađa, uobičajena količina dodatka je 2%-3%.
To znači: korištenje 1 dijela CNT-a može zamijeniti 2-3 dijela čađe, štedeći prostor koji zauzima provodljivi aditiv i omogućavajući više aktivnog materijala da se napuni u elektrodu - direktno poboljšavajući gustinu energije baterije.
2.3 Biciklizam i sigurnost: Duži vijek trajanja baterije, sigurniji rad
Studija je upoređivala performanse CNT-a i Super P u litijum-gvozdeno-fosfatnim baterijama:
| Indikator učinka | Super P formulacija | CNT formulacija |
|---|---|---|
| Temperatura površine baterije pri pražnjenju od 10C | 68 stepeni | 49 stepeni (smanjeno za 19 stepeni) |
| Konduktivna doza aditiva | Osnovna linija | Samo 1/3 |
| Visoko{0}}cikliranje na visokoj temperaturi na 45 stepeni | Osnovna linija | Odlicnije |
CNT formulacija koristi samo 1/3 provodljivog aditiva, ali postiže nižu temperaturu površine baterije i bolje performanse ciklusa pri visokim{2}}ima - što znači sigurnije i dugotrajnije-baterije.
3. Shandong Tanfeng novi materijal: visoko-dobavljač CNT provodljive paste
Shandong Tanfeng New Material FB121 serija karbonskih nanocijev provodne paste ima odličan kvalitet, sa Fe nečistoćama manjim ili jednakim 30 ppm. Dodatna količina od samo 0,5%-1% je potrebna da bi se značajno poboljšale performanse baterije.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. nudi visoko-kvalitetne proizvode od provodne paste za ugljične nanocijevi. Glavni parametri osnovnog proizvoda serije FB121 su sljedeći:
| Parametar | Specifikacija serije FB121 |
|---|---|
| Izgled | Crna pasta |
| Solid Content | 6.0±0.20% |
| CNT Content | 5.0±0.15% |
| Disperzantni sadržaj | 1.0±0.05% |
| Viskoznost paste | Manje ili jednako 3000 mPa·s |
| Sadržaj vlage | Manje ili jednako 1000 ppm |
| Fe Impurity | Manje ili jednako 30 ppm |
| Cr/Ni/Cu/Zn/Co | Svaki Manji ili jednak 5 ppm |
Osnovne prednosti:
Visoka čistoća:Nečistoće Fe kontrolirane ispod 30 ppm, znatno bolje od industrijskih nivoa
Stabilna disperzija:Koristi jedinstveni proces disperzije, stabilan više od 3 mjeseca
Spremno za upotrebu:Dostupan u sistemima na bazi NMP-i vode-za udobnost kupaca
Široka primjena:Služi novim energetskim akumulatorima vozila, baterijama za skladištenje energije i drugim poljima
Sa sadržajem CNT od 5%, kupci mogu direktno dodati 0,5%-1% kako bi postigli provodne rezultate visokih performansi.
Sažetak jedne-rečenice:Osnovna prednost ugljičnih nanocijevi u poređenju sa čađom je da "rade više sa manje" - smanjujući količinu dodavanja sa 3% na 0,5%, uz postizanje nižeg unutrašnjeg otpora baterije, stabilnijeg ciklusa visoke{3}}temperature i nižeg porasta temperature tokom pražnjenja. Shandong Tanfeng New Material provodna pasta FB121 serije pruža visok{6}}osiguranje sirovog materijala za ovo provodljivo rješenje "sinergije tačaka{7}}".