1. Per què les bateries de liti necessiten additius conductors?
Els additius conductors són la "carretera electrònica" dels elèctrodes de la bateria de liti, responsables de conduir ràpidament els electrons generats pels materials actius al col·lector de corrent, determinant directament la resistència interna de la bateria, la capacitat de velocitat i la vida del cicle.
Els materials de càtode de la bateria de liti (com el fosfat de ferro de liti i els materials ternaris) tenen una conductivitat intrínseca pobre, de manera que cal afegir additius conductors per construir una xarxa de transport d'electrons eficient.
L'estat de selecció i dispersió dels additius conductors afecten directament tres indicadors bàsics:
Resistència interna de la bateria:Xarxa conductora incompleta → augment de la resistència interna → augment de la generació de calor
Capacitat de tarifa:Eficàcia de l'additiu conductor insuficient → rendiment de capacitat limitat durant una descàrrega de corrent alta-
Cicle de vida:La capacitat de la xarxa conductora de mantenir l'estabilitat durant els canvis de volum de càrrega i descàrrega
2. Nanotubs de carboni vs negre de carboni: tres avantatges bàsics
Els nanotubs de carboni són completament superiors al negre de carboni en estructura conductora, quantitat d'addició i estabilitat del cicle-a llarg termini. La diferència bàsica rau en la "conducció de línia" vs. "contacte puntual".
2.1 Estructura conductora: contacte puntual vs. contacte lineal
El negre de carboni existeix com a partícules de cadena o perles tridimensionals-ramificades-, amb camins conductors formats mitjançant la superposició de "contacte puntual" entre partícules. El problema d'aquesta estructura és que una vegada que l'elèctrode pateix canvis de volum durant la càrrega i la descàrrega, els contactes puntuals es poden "desintegrar" fàcilment, destruint la xarxa conductora.
Els nanotubs de carboni tenen una-estructura tubular unidimensional amb una relació d'aspecte ultra-alta, que els permet "penetrar" a través de l'interior de l'elèctrode per formar un camí de transport d'electrons complet i continu. Això equival a col·locar una "autopista d'electrons" a l'elèctrode, no afectada pel desplaçament de partícules.
Comparació de les estructures de negre de carboni conductor, nanotubs de carboni i grafè com a tres additius conductors principals:
| Dimensió de comparació | Negre de carboni conductor | Nanotubs de carboni (CNT) | Grafè |
|---|---|---|---|
| Estructura conductora | Cadena ramificada -tridimensional/punt de contacte | Conducció de línia-de llarg-dimensió d'abast | Conducció plana -bidimensional |
| Capacitat conductora | Bé | Excel·lent | Nivell-superior |
| Quantitat addicional òptima | 0.5%-3% | 0.2%-1% | 0.1%-0.5% |
| Processabilitat dels elèctrodes | Recobriment llis | Viscositat lleugerament alta | Fàcil d'aglomerar |
| Posicionament del nucli | Capa base general | Velocitat alta, cicle llarg | Conductivitat definitiva |
2.2 Quantitat addicional: un-terç de la dosi per obtenir millors resultats
La quantitat d'addició de pasta conductora CNT és només del 0,5%-1%. Quan s'utilitza només negre de carboni conductor, la quantitat d'addició convencional és del 2% al 3%.
Això vol dir: utilitzar 1 part de CNT pot substituir 2-3 parts de negre de carboni, estalviant espai ocupat per l'additiu conductor i permetent que s'ompli més material actiu a l'elèctrode, millorant directament la densitat d'energia de la bateria.
2.3 Ciclisme i seguretat: més durada de la bateria, funcionament més segur
Un estudi va comparar el rendiment de CNT i Super P en bateries de fosfat de ferro de liti:
| Indicador de rendiment | Formulació Super P | Formulació CNT |
|---|---|---|
| Temperatura de la superfície de la bateria a 10C de descàrrega | 68 graus | 49 graus (reduït en 19 graus) |
| Dosificació d'additius conductors | Línia de base | Només 1/3 |
| Cicle d'alta-temperatura a 45 graus | Línia de base | Més excel·lent |
La formulació de CNT només utilitza 1/3 de l'additiu conductor, però aconsegueix una temperatura superficial de la bateria més baixa i un millor rendiment del cicle de -temperatura alta-, el que significa bateries més segures i-de més durada.
3. Nou material de Shandong Tanfeng: un proveïdor d'alta-qualitat de pasta conductora CNT
La pasta conductora de nanotubs de carboni de la sèrie FB121 de Shandong Tanfeng New Material té una qualitat excel·lent, amb impureses de Fe inferior o igual a 30 ppm. Es necessita una quantitat addicional de només un 0,5%-1% per millorar significativament el rendiment de la bateria.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. ofereix productes de pasta conductora de nanotubs de carboni d'alta qualitat-. Els paràmetres principals del producte bàsic de la sèrie FB121 són els següents:
| Paràmetre | Especificació de la sèrie FB121 |
|---|---|
| Aparença | Pasta negra |
| Contingut sòlid | 6.0±0.20% |
| Contingut CNT | 5.0±0.15% |
| Contingut dispersant | 1.0±0.05% |
| Viscositat de la pasta | Menor o igual a 3000 mPa·s |
| Contingut d'humitat | Menor o igual a 1000 ppm |
| Fe impuresa | Menys o igual a 30 ppm |
| Cr/Ni/Cu/Zn/Co | Cada Menor o igual a 5 ppm |
Avantatges bàsics:
Alta puresa:Impureses de Fe controlades per sota de 30 ppm, significativament millor que els nivells de la indústria
Dispersió estable:Utilitza un procés de dispersió únic, estable durant més de 3 mesos
A punt per utilitzar:Disponible tant en sistemes NMP-basats en aigua-per a la comoditat del client
Aplicació àmplia:Serveix bateries d'energia de vehicles d'energia noves, bateries d'emmagatzematge d'energia i altres camps
Amb un contingut de CNT del 5%, els clients poden afegir directament un 0,5%-1% per aconseguir resultats conductors d'alt rendiment.
Resum d'una-oració:L'avantatge bàsic dels nanotubs de carboni en comparació amb el negre de carboni és "fer més amb menys" - reduir la quantitat d'addició del 3% al 0,5%, alhora que aconsegueix una resistència interna de la bateria més baixa, un cicle d'alta-temperatura més estable i un augment de temperatura més baix durant la descàrrega. La pasta conductora de la sèrie FB121 de Shandong Tanfeng New Material proporciona la garantia de matèria primera d'alta -qualitat per a aquesta solució conductora de "sinèrgia de punt-línia".