1. „Генетске разлике“ између два типа батерија
Иако су и чврсте{0}}батерије и натријум{1}}јонске батерије у центру пажње као технологија батерија следеће{2}}генерације, њихова основна логика за потребе ЦНТ-а је потпуно другачија.
Циљ чврстих-батерија је „безбеднија и већа енергија“ - замењивање течних електролита са чврстим-електролитима како би се суштински решио проблем топлотног бекства. Међутим, компромис је-лош чврсти-чврсти међуфазни контакт и ниска ефикасност транспорта јона, што су највеће препреке индустријализацији-чврстих батерија.
Циљ натријум{0}}јонских батерија је „јефтиније и одрживије“ - ресурса натријума има у изобиљу, а цена је много нижа од цене литијума. Компромис-је у томе што је јонски радијус натријума 34% већи од литијума, што отежава интеркалацију и деинтеркалацију. Поред тога, интринзична електрична проводљивост материјала је слаба, што резултира инхерентно ниском густином енергије.
Различити "гени" ова два типа батерија одређују потпуно различите улоге које ЦНТ играју у сваком од њих.
2. Солид{1}}батерије: СВЦНТ су „кључни материјал за омогућавање“
2.1 Три главна уска грла чврстих{1}}батерија
Премјештање чврстих{0}}батерија из лабораторије у масовну производњу суочава се са три кључна изазова:
| Уско грло | Специфична манифестација |
|---|---|
| Висока међуфазна импеданса | Недовољан контакт између чврстог електролита и електроде; отежан транспорт јона |
| Ниска ефикасност транспорта јона/електрона | Одсуство влажења течног електролита; непотпуна проводна мрежа |
| Лоша механичка стабилност | Промене запремине током пуњења/пражњења доводе до међуфазног деламинације |
2.2 Јединствена вредност СВЦНТ-а
Истраживање Схандонг Танфенга указује да СВЦНТ могу систематски да се позабаве ова три уска грла:
Прво, изградња тродимензионалне проводне мреже-.СВЦНТ имају једнодимензионалну{0}}наноструктуру и карактеристике балистичког транспорта електрона, са електричном проводљивошћу 1000 пута већом од бакра. Уз само мали додатак, они могу да формирају тродимензионалну континуирану проводну мрежу унутар електроде, значајно побољшавајући електронску проводљивост чврстих- батерија и смањујући унутрашњи отпор.
Друго, побољшање међуфазног контакта.Висока флексибилност СВЦНТ-ова омогућава им да се блиско ускладе са микро-размаком између електроде и електролита, смањујући губитке у контакту и ефективно смањујући међуфазну импедансу.
Треће, проширење запремине баферовања.Аноде на бази силикона{0}} доживљавају проширење запремине до 300% током пуњења/пражњења, што лако може довести до уситњавања честица и колапса структуре. СВЦНТ могу да формирају флексибилну мрежу подршке између силицијумских честица, делујући као „нано-опруге“ да апсорбују стрес, одржавају интегритет електрода и значајно побољшавају животни век батерије.
2.3 Индустријска валидација: већ применио Схандонг Танфенг
Главне домаће компаније које истражују и развијају чврсте{0}}/полу{1}}чврсте- батерије су купци Схандонг Танфенга. Компанија држи известан удео у снабдевању ЦНТ-ом на пољу чврстих-батерија и снабдева сродним производима више иностраних{5}}произвођача чврстих батерија.
Кључни закључак:За чврсте-батерије, СВЦНТ су „мора-имати“, а не „лепо--имати.
3. Натријум{1}}јонске батерије: ЦНТ су „појачивач перформанси“
3.1 Изазов проводљивости натријум{1}}јонских батерија
Материјали који се користе у натријум{0}}јонским батеријама имају инхерентно слабу електричну проводљивост и ниску густину енергије. Због тога су им потребни бољи проводљиви адитиви да би се прилагодили у складу са тим, смањујући заузетост простора, повећавајући запреминску густину енергије и формирајући ефикасну проводну мрежу.
Академска истраживања су такође потврдила значајну примену ЦНТ-а у натријум{0}}јонским батеријама. Угљенични материјали, са својом високом електричном проводљивошћу, структурном разноврсношћу и ниском ценом, широко су проучавани за употребу као аноде у натријум{2}}јонским батеријама. ЦНТ, са својом високом специфичном површином и одличним електрохемијским перформансама, привукли су значајну пажњу у пољу натријум{4}}јонских батерија.
3.2 Основни захтеви натријум{1}}јонских батерија за ЦНТ
За разлику од чврстих{0}}батерија, захтеви натријум{1}}јонских батерија за ЦНТ се углавном огледају у следећим аспектима:
| Рекуиремент Дименсион | Специфичан садржај |
|---|---|
| Изградња проводне мреже | Компензује инхерентну слабу електричну проводљивост материјала |
| Побољшање способности брзине | Побољшава кинетику интеркалације/деинтеркалације јона натријума |
| Компензација густине енергије | Постиже већи капацитет у ограниченом простору |
Главни произвођачи који тренутно истражују натријум{0}}јонске батерије су купци компаније, а неки купци су већ користили СВЦНТ производе компаније у својим програмима истраживања и развоја натријумових батерија.
То значи да чак и за „ниско-цијенову“ натријум{1}}јонску батерију, врхунска-решења такође захтевају СВЦНТ високих{3}}перформанси да би их подржали.
4. Поређење употребе: Интензитет потражње за ЦНТ у различитим системима
Два сценарија примене силицијумских{0}}угљених анода и тројних катода са високим{1}}никлом имају веће захтеве за перформансама и стога захтевају веће количине ЦНТ-а.
Логика иза ове процене је јасна:
Потврдне{0}}батеријеукључују сложене проблеме као што су чврсти-чврсти интерфејси и проширење запремине, што резултира највећим интензитетом потражње за ЦНТ (посебно СВЦНТ).
Натријум{0}}јонске батерије, иако захтевају од ЦНТ-а да побољшају проводљивост, имају свеукупне захтеве за перформансама који су мање строги од оних за силицијум{0}}угљене аноде и тројне катоде са високим{1}}никлом, и стога захтевају релативно мање количине.
Из перспективе технолошке мапе пута и на основу основних карактеристика материјала, технолошки путеви са високим захтевима за перформансе, као што су солид{0}}батерије, имаће већу потражњу за СВЦНТ производима.
5. Водич за одабир: једна табела за разумевање вашег избора
| Тип батерије | Цоре Цхалленге | Улога ЦНТ-а | Препоручени тип | Тренд употребе |
|---|---|---|---|---|
| Чврсто{0}}Стање | Висока међуфазна импеданса, лош чврст{0}}чврсти контакт | Изградите проводну мрежу, проширите запремину бафера, побољшајте интерфејс | Пре свега СВЦНТс | Велика потражња, континуирано расте |
| Полу{0}}чврсто{1}} стање | Стабилност међуфаза | Исто као у чврстом{0}} стању, са нешто нижим захтевима | СВЦНТ + МВЦНТ хибрид | Релативно велика потражња |
| Натријум{0}}Јон | Слаба проводљивост, ниска густина енергије | Побољшајте ефикасност проводне мреже | Првенствено СВЦНТ (за хигх-енд) | Умерен, расте са индустријализацијом |
| Конвенционални литијум{0}}јонски | Замена проводног адитива | Замените чађу, побољшајте способност брзине | Пре свега МВЦНТ | Сталан раст |
Резиме у једној реченици:
Чврсте{0}}батерије:СВЦНТ-ови су неопходни, са великом употребом и великом потражњом.
Натријум{0}}јонске батерије:ЦНТ (посебно СВЦНТ) су потребни за побољшање перформанси, али потребна количина је релативно мања.
6. Предности Схандонг Танфенга
Као професионални произвођач ЦНТ-а, наш укупни аранжман у пољима чврстих-батерија и натријум{1}}јонских батерија нуди следеће предности:
Прво, потпуна покривеност линије производа.Снабдевамо СВЦНТ и МВЦНТ производе, задовољавајући потребе различитих технолошких праваца као што су чврсте-батерије, полу-чврсте-батерије и натријум{3}}јонске батерије.
Друго, водећа валидација индустријализације.Наши СВЦНТ производи су узорковани у више водећих компанија за чврсте{0}}батерије и натријум{1}јонске батерије. Неки су већ остварили мале{3}}серијске испоруке, а наш напредак у валидацији клијената је предњачио.
Треће, осигурање производних капацитета.Уз континуирано ширење наших СВЦНТ производних капацитета, можемо клијентима да обезбедимо стабилно, серијско -снабдевање производа, нудећи материјалну гаранцију за индустријализацију чврстих-батерија у чврстом стању и натријум{2}}јонских батерија.
Четврто, техничка подршка апликације.Решавајући посебне потребе чврстих-батерија у чврстом стању и натријум{1}}јонских батерија, пружамо свеобухватну техничку подршку-од процеса дисперзије и оптимизације формулације до тестирања ћелија-помажући клијентима да брзо заврше интеграцију материјала.
Тренутно, наши ЦНТ производи се широко користе у возилима нове енергије, складиштењу енергије, потрошачкој електроници и другим пољима. Како се индустријализација чврстих-батерија и натријум{2}}јонских батерија убрзава, радујемо се сарадњи са више клијената како бисмо унапредили примену технологија батерија следеће{3}}генерације.