Проводљива паста од угљеничних наноцеви је незаменљив проводни адитив за припрему електрода литијумских батерија. Пут растварача за пасту је подељен на традиционални НМП-систем заснован на уљу-и систем на бази воде- у настајању. Све више произвођача батерија почиње да истражује: да ли ће НМП растварач бити потпуно замењен? Какав је стварни напредак система заснованог на води{5}}у пољу литијумских батерија? Који пут процеса треба да одговара проводној пасти од угљеничних наноцеви? Са имплементацијом глобалне контроле ВОЦ и прописа ЕУ о батеријама, избор путање растварача је постао кључно питање у планирању производне линије и итерацији формулације. Овај чланак, у комбинацији са праксом масовне производње, објективно анализира тренд замене НМП, тренутни статус индустријализације процеса на бази воде-и пружа решења за прилагођавање ЦНТ проводљиве пасте.
1. НМП растварач има дуготрајни-тренд замене, али се не може потпуно елиминисати у кратком року
Ограничен еколошким прописима и трошковима опоравка, НМП се суочава са сталним трендом замене; међутим, ограничен стабилношћу високо-никл НЦМ катодних материјала, образац „путева на бази-базираних и на води-коегзистирајући дугорочно-} ће се формирати у средњем до дугорочном периоду, а не једнократна-потпуна замена.
НМП (Н-метилпиролидон) је наменски растварач за ПВДФ систем везивања и такође је дисперзиони медијум за традиционалну ЦНТ проводну пасту на бази уља-. Прописи ЕУ РЕАЦХ и домаће политике контроле ВОЦ наводе НМП као супстанцу која изазива велику забринутост. Питања као што су репродуктивна токсичност, велика улагања у опрему за опоравак и флуктуације цена сировина приморавају индустрију да тражи алтернативе.
Међутим, реалност индустријализације је подједнако јасна: НЦМ материјали са високим садржајем-никла склони су екстракцији литијума и растварању прелазног метала у контакту са водом, што кородира алуминијумски струјни колектор. Пасте-на бази воде за-дебеле електроде са високим степеном збијања су склоније пуцању плоча електроде. Многе водеће компаније за производњу батерија усвајају стратегију постепеног пребацивања: анодне и ЛФП производне линије дају приоритет конверзији на бази воде-, док производне линије са високим{6}}електронама никла задржавају процес на бази НМП-базираног уља-.
Квантитативно поређење система на бази НМП-базираног уља-и система на бази воде-
| Димензија поређења | Систем на бази НМП-базираног уља-(ЦНТ Цондуцтиве Пасте на бази уља-) | Систем{0}}базирани на води (ЦНТ проводна паста на бази воде) | Индустриал Импацт |
|---|---|---|---|
| Цоре Солвент | НМП органски растварач | Дејонизована вода | На бази воде{0}}значајно смањује трошкове набавке растварача |
| Матцхинг Биндер | ПВДФ | ЦМЦ/СБР, полиакрилна киселина{0}}на бази воде | Системи везива се не могу произвољно мешати |
| Енвиронментал Прессуре | Висока, захтева велику опрему за опоравак | Ниска, емисије ВОЦ су значајно смањене | Фабрике акумулатора које извозе у иностранство преферирају пут{0}} заснован на води |
| Пасте Стабилити | Дуг период складиштења, ЦНТ нису склони агломерацији | Осетљив на пХ, захтева наменски ЦНТ дисперзант | Отклањање грешака у формулацији пасте{0}}на бази воде има виши праг |
| Одговарајући материјали катоде | ЛФП, пун асортиман НЦМ/НЦА | Сазрео за ЛФП; НЦМ са високим{0}}никлом се и даље континуирано верификује | НЦМ високе{0}}енергетске снаге још увек у великој мери користи систем заснован на НМП{1}}у |
| Потрошња енергије сушења премаза | Висок, захтева систем за опоравак растварача | Релативно ниска, штеди улагање у опоравак НМП | Нове производне линије за складиштење енергије имају предност у погледу трошкова са решењима на бази воде{0}} |
| Потешкоће са ЦНТ дисперзијом | Умерени, ЦНТ имају одличну компатибилност | Релативно високи, ЦНТ су хидрофобни и склони агломерацији | Захтева произвођачену-пре-наменску ЦНТ проводну пасту на бази воде- |
Референца:Наука и технологија складиштења енергијепреглед индустрије и јавно доступни процесни подаци из фабрика батерија првог{0}}слоја. Многе компаније не успевају у конверзији јер директно користе уљну-ЦНТ проводну пасту на бази воде-, што доводи до флокулације, седиментације и неуспеха у изградњи проводне мреже. Схандонг Танфенг је независно развио ЦНТ проводне пасте погодне за оба система: паста на бази уља- строго контролише индикаторе влаге; паста{6}}на бази воде користи технологију модификације површине ЦНТ за побољшање хидрофобности и смањење ризика од агломерације.
2. Стварни статус примене система заснованих на води{1}}у литијумским батеријама
Процес{0}}базирани на води за аноде литијумских батерија је у потпуности популаризован; ЛФП катоде су постигле мало-продирање у масовну производњу; рута-базирана на води за високо-никлове НЦМ катоде је још увек у фази пилотирања и верификације малих-серија, са техничким револуционарним циклусом који је још увек потребан пре-индустријализације великих размера.
2.1 Аноде на бази воде-(графит/силицијум-угљеничне аноде): зрела велика-примена
Графитне аноде су дуго усвојиле ЦМЦ+СБР систем на бази воде,-а ЦНТ проводна паста на бази воде се веома широко користи. У конвенционалним графитним анодним системима, процес на бази воде-је технички стабилан са контролисаним приносом. Кућне батерије за складиштење енергије и две-аноде за батерије на точковима су скоро у потпуности засноване на води-.
Сценарио за композитне аноде од силицијум{0}}угљеника је јасно диференциран: обични силицијум-угљеник може да покуша са системом на бази воде-; аноде са високим садржајем-силицијума-чешће користе раствор на бази НМП-уља- за ублажавање хидролизе честица силицијума и пропадања циклуса.
2.2 ЛФП катоде-базиране на води: стабилна пенетрација у масовну производњу
ЛФП има одличну хемијску стабилност и изузетну отпорност на хидролизу, што га чини најбољом улазном тачком за катодни процес{0}}базирани на води. Многи произвођачи батерија за складиштење енергије директно планирају катодна решења на бази воде-за нове производне линије, упарена са наменском ЦНТ проводљивом пастом на бази воде-, ефективно смањујући улагања у НМП опрему и трошкове рада и одржавања животне средине. Тренутна ограничења су концентрисана на процес сушења плоча електроде са дебелим премазом и контролу флексибилности електродног листа.
2.3 НЦМ катоде-на бази воде са високим-никлом: још нису масовно произведене
НЦМ материјали са високим{0}}никлом имају високу хемијску активност. Након контакта са водом, јављају се нуспојаве, које изазивају нагло повећање алкалности суспензије, корозију алуминијумске фолије и смањење животног века ћелијског циклуса. Тренутно, индустрија углавном ублажава дефекте помоћу премаза материјала, пХ пуфер адитива и нових везива на бази воде-, али укупан принос и животни век циклуса још увек не могу да се подударају са зрелим НМП путем. Батерије за напајање-врхих путничких возила за сада неће брзо прећи на водене{6}}катоде.
Кључне тачке бола у процесу{0}}базираном на води
Хидрофобна природа ЦНТ-а значи да се обичан прах који директно улази у воду врло лако агломерира; мора се користити прилагођена ЦНТ проводна паста{0}}на бази воде.
Већи површински напон воде чини дебеле-обложене електроде подложним неравномерном сушењу, пуцању и осипању материјала.
Реологија каше је осетљива на температуру и пХ, са уским прозором за контролу производње.
Схандонг Танфенг је оптимизовао формулације ЦНТ проводне пасте на бази воде-за литијумске батерије на бази воде, обезбеђујући препоручене опсеге прилагођавања пХ вредности, смањујући проблеме са гелирањем суспензије и наношењем слојева и помажући компанијама за производњу батерија да скрате циклус отклањања грешака у процесу.
3. Како ускладити проводну пасту од угљеничних наноцеви са путањом растварача? Практични водич за избор
Када се одреди пут растварача, систем ЦНТ проводне пасте мора да му одговара у складу са тим. Забрањено је произвољно мешање пасте на бази уља-и воде{2}}; приоритет треба дати потврђивању система компатибилности пасте са произвођачем сировина.
Сценарио 1: Производна линија задржава процес заснован на НМП-базираном на уљу-(тернарно напајање, велике-батерије од никла, високе-силицијумске аноде)
Препоручено:ЦНТ проводна паста на бази НМП-уља-.
Предности:ЦНТ су потпуно дисперговани, складиштење пасте је стабилно, компатибилно са ПВДФ везивом, погодно за све врсте катодних материјала, а проводна мрежа ради стабилно. ЦНТ проводна паста на бази уља-Схандонг Танфенг стриктно контролише влагу мању или једнаку 1500 ппм да би се избегло гелирање ПВДФ-а, што је чини погодном за масовну производњу 4680 великих цилиндричних батерија велике брзине{4}}.
Сценарио 2: производна линија планира руту засновану на води-(ЛФП за складиштење енергије, графитне аноде, анти-статички премази)
Препоручено:ЦНТ проводна паста{0}}на бази воде.
Морате да изаберете површинску{0}}модификовану литијумску-батерију-наменског типа; ЦНТ прах не би требало да се директно распршује у воду од стране купца. ЦНТ проводна паста компаније Схандонг Танфенг{4}}базирана на води користи саморазвијен дисперзиони систем{5}, елиминишући потребу да купци купе додатне велике количине дисперзанта. Компатибилан је са ЦМЦ/СБР системима везива на бази воде{7}}, задовољавајући смањење трошкова и еколошки прихватљиве производне потребе батерија за складиштење енергије.
Уобичајене грешке при избору
Верујући да је „паста на бази воде{0}}јефтинија“ и слепо накнадно опремање производних линија, игноришући трошкове отклањања грешака у процесу и губитке приноса.
Директно додавање-ЦНТ проводне пасте на бази уља у резервоаре за мешање на бази воде-, што доводи до флокулације суспензије и отпада.
Коришћење обичног ЦНТ праха у системима на бази воде{0}} доводи до недовољне дисперзије, повећане количине додавања и веће унутрашње отпорности.
4. Прогноза развоја руте индустрије и препоруке за имплементацију фабрике
Краткорочно (3-5 година), систем на бази нафте-НМП и систем на бази воде-ће се развијати паралелно. Складиштење енергије и-батерије за транспорт мале брзине убрзавају конверзију на воду{6}}; Акумулатори-врхунских путничких возила и даље углавном користе процес на бази уља. Новим производним линијама се саветује да резервишу простор за конверзију компатибилности са две линије.
За нове енергетске компаније које планирају надоградњу формулације или надоградње производне линије, могу се навести следеће идеје за имплементацију:
Разликовање позиционирања производа:За производе који се фокусирају на складиштење енергије и ЛФП, дајте приоритет рути на бази воде-и повежите се са узорцима ЦНТ проводне пасте на бази воде; за врхунске-врхунске-никлове снаге и високе{4}}силицијумске аноде, наставите да оптимизујете систем на бази НМП-базираног уља-у кратком року.
Истовремено испитивање материјала:Приликом претварања пута растварача, везиво и ЦНТ проводна паста морају истовремено бити подвргнути тестирању градијента; појединачну сировину не треба мењати сам.
Унапред се ангажујте са произвођачима пасте:Затражите мале узорке одговарајућег система да бисте проверили стабилност пасте, отпорност електрода и перформансе ћелијског циклуса.
Схандонг Танфенг Нев Материал, као професионални произвођач ЦНТ проводне пасте, истовремено масовно-производи НМП-на бази уља-ЦНТ проводну пасту на бази воде и ЦНТ проводну пасту на бази воде{3}}, покривајући категорије МВЦНТ и ФВЦНТ. На основу система батерија корисника и постојеће руте растварача производне линије, они могу да обезбеде тестирање узорака и упутства за процес дисперзије, нудећи решење на једном месту за избор ЦНТ проводљиве пасте, компатибилност пасте и проблеме агломерације дисперзије.