Hoofdstuk 1: Geleidende pasta op water-basis: een nieuwe richting voor CNT-toepassingen
Wanneer de meeste mensen in de lithiumbatterij-industrie aan geleidende CNT-pasta denken, is het eerste dat in je opkomt de pasta op olie-basis met een NMP-systeem. Door de toenemende druk op het milieu en de toenemende eisen op het gebied van kostenbeheersing wordt de water-gebaseerde CNT-geleidende pasta echter steeds meer een aandachtspunt van de industrie.
Geleidende pasta op water-basis is, zoals de naam al doet vermoeden, een vloeibaar product dat water als dispersiemedium en CNT's als geleidende fase gebruikt. Het grootste verschil tussen het en traditionele pasta op olie-basis is dat het oplosmiddel is veranderd van NMP naar water. Deze verandering brengt niet alleen een verandering in de kostenstructuur met zich mee, maar ook een volledige reconstructie van de proceslogica.
"Op water-gebaseerde CNT-slurry is een composietmateriaal met CNT's als hoofdbestanddeel. Het heeft uitstekende elektrische geleidbaarheid, mechanische eigenschappen en thermische eigenschappen, en wordt veel gebruikt op veel gebieden, zoals geleidende additieven voor lithiumbatterijen, geleidende coatings,- anticorrosiecoatings, coatings voor thermische dissipatie, versterking van composietmateriaal en sensoren." Laten we het vandaag hebben over deze 'groene kandidaat' - wat zijn de voordelen, moeilijkheden, gebruiksmethoden en wie maakt op water-gebaseerde CNT-geleidende pasta.
Hoofdstuk 2: Waarom kiezen voor water-gebaseerd? Drie kernvoordelen
2.1 Milieuvriendelijk en niet-giftig, in lijn met groene productietrends
NMP (N-methylpyrrolidon), hoewel een uitstekend oplosmiddel, heeft reproductieve toxiciteit en wordt door de EU REACH-verordening vermeld als een zeer zorgwekkende stof. Met de implementatie van nieuwe regelgeving, zoals de EU-batterijverordening, worden batterijmaterialen die NMP bevatten, bij export strenger gecontroleerd door de regelgeving.
Op water-gebaseerde CNT-geleidende pasta gebruikt water als oplosmiddel, waardoor dit probleem fundamenteel wordt opgelost. Zoals blijkt uit het nieuwste patent van Double Deer Battery, laat de op water-gebaseerde geleidende superhydrofobe composietcoating "organische oplosmiddelen achterwege, waardoor een doorbraak wordt bereikt in de balans tussen kosten, milieubescherming en prestaties."
2.2 Aanzienlijk kostenvoordeel
De prijs van NMP fluctueert aanzienlijk, terwijl de kosten van water vrijwel verwaarloosbaar zijn. Hoewel op water-pasta de toevoeging van meer dispergeermiddel vereist om de stabiliteit te behouden, zijn de totale kosten nog steeds aanzienlijk lager dan die van op olie-gebaseerde systemen.
"Het toevoegen van CNT-pasta op water-basis als geleidend additief aan kathodeslurries op water-basis kan de kosten aanzienlijk verlagen, de persoonlijke veiligheid verbeteren en de veiligheid voor het milieu vergroten."
2.3 Aanpassingsvermogen aan hoge-coatingprocessen
Na optimalisatie heeft de pasta op water-basis uitstekende reologische eigenschappen, waardoor coatingprocessen met hoge- snelheid worden ondersteund. "De op water-gebaseerde geleidende pasta van Shandong Tanfeng New Material maakt gebruik van zeer-zuivere enkel-wandige CNT's als de geleidende fase en water als het dispersiemedium. Het heeft een goede dispersiestabiliteit en milieubeschermingseigenschappen, en wordt veel gebruikt in coatings voor lithiumbatterijelektroden, transparante geleidende films, anti-statische coatings en andere velden, die coatingprocessen met hoge- snelheid ondersteunen."
Hoofdstuk 3: De grootste uitdaging van water-gebaseerde systemen: CNT's zijn "bang voor water"
Alles heeft twee kanten. Hoewel systemen op water-basis milieuvriendelijk en goedkoop zijn, worden ze geconfronteerd met een fundamenteel technisch probleem: CNT's zijn hydrofoob.
Het oppervlak van CNT's bestaat uit koolstofatomen, die van nature hydrofobiciteit vertonen, waardoor ze zeer gevoelig zijn voor aggregatie en neerslag in water. De dunne en lange nanostructuur van enkel-wandige CNT's zorgt ervoor dat de buizen met elkaar verstrengeld raken, waardoor gemakkelijk nauw verstrengelde 'garenbollen' ontstaan die moeilijk te verspreiden zijn.
3.1 Doorbraak van Shandong Tanfeng: verspreiding stabiel gedurende één jaar zonder sedimentatie
Het team werd rechtstreeks geconfronteerd met deze gemeenschappelijke uitdaging in de sector. Door middel van theoretisch onderzoek en een groot aantal experimentele verificaties ontwierpen ze een gloednieuw dispersiesysteem bestaande uit oppervlakteactieve stoffen, dispergeermiddelen en stabilisatoren.
De onderzoeksresultaten toonden aan dat de relatie tussen de "kwantiteit" en "kwaliteit" van het enkel{0}}wandige CNT-dispergeermiddel niet proportioneel is - onder het nieuwe systeem, zelfs als een kleine hoeveelheid organisch oplosmiddel aan de op water-gebaseerde pasta wordt toegevoegd, vindt er geen vaste-vloeistofafscheiding plaats, en kunnen de enkel-wandige CNT's een jaar lang stabiel gedispergeerd in de pasta blijven zonder sedimentatie.
Dit product maakt optimaal gebruik van het elektrische geleidingspotentieel van enkel-wandige buizen. Het kan worden gebruikt om grote hoeveelheden transparante geleidende films met hoge lichtdoorlatendheid en lage oppervlakteweerstand te bereiden via natte coatingprocessen, en het kan ook worden gebruikt als geleidend additief op gebieden zoals nieuwe energie.
3.2 Composietformulering: synergie van CNT's + Carbon Black + grafeen
Naast het optimaliseren van het dispersiesysteem is een andere benadering het verbeteren van de dispergeerbaarheid en elektrische geleidbaarheid door de combinatie van meerdere geleidende materialen.
"Een op water-gebaseerde samengestelde geleidende vloeistof met een hoog-vast-gehalte. De grondstoffen voor de bereiding ervan omvatten 2%-3% CNT's, 5%-6% carbon black, 1,5%-2,5% grafeen, 1,5%-2,5% dispergeermiddel, 0,05%-0,2% regelaar en de rest gedeïoniseerd water. een verwerkingsroute die kogelmalen, kralenmalen en homogenisatie combineert, werd een op water gebaseerde samengestelde geleidende vloeistof met een hoog vastestofgehalte met hoge elektrische geleidbaarheid en hoge vloeibaarheid verkregen.
Het voordeel van deze composietformulering ligt in het volgende: carbon black vult de gaten tussen CNT's, grafeen zorgt voor een twee-dimensionaal geleidend netwerk, en de drie werken samen om een drie- dimensionale geleidende structuur te bouwen, terwijl ze ook de dispersiestabiliteit en de efficiëntie van de elektrische geleidbaarheid verbeteren.
Hoofdstuk 4: Marktlandschap - Wie gebruikt op water-geleidende pasta's?
Naarmate de op water-gebaseerde pastatechnologie geleidelijk volwassen wordt, beginnen steeds meer bedrijven dit pad te bewandelen.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. is een high{2}}technologische onderneming die zich richt op onderzoek en ontwikkeling, productie en verkoop van nieuw enkel-wandig CNT-poeder en de bijbehorende reeks geleidende pastaproducten. De belangrijkste producten zijn: hoog-zuiver enkel-wandig CNT-poeder, geleidende pasta op water-basis en op NMP-olie-gebaseerde geleidende pasta. De producten kunnen worden toegepast in anode- en kathode-geleidende additieven voor lithiumbatterijen, fotovoltaïsche zonne-energie, waterstofenergie-brandstofcellen, op koolstof-gebaseerde chips, nano-elektronische apparaten, sensoren, geleidende kunststoffen, geleidende polymeren, anti-statische latex en andere velden.
Tanfeng richt zich op het onderzoek, de ontwikkeling en de productie van enkel-wandige CNT-poederdispersietechnologie en geleidende pasta. Het bedrijf heeft nu een serie hoog{2}}zuivere, enkel-wandige CNT-geleidende pasta's op de markt gebracht, voor zowel olie-gebaseerde als water-systemen. Hun belangrijkste kenmerken zijn: regelbaar vastestofgehalte, goede dispergeerbaarheid, hoge kosteneffectiviteit, milieuvriendelijkheid en niet-toxiciteit, en ze hebben met succes het internationale monopolie doorbroken.
De algemeen directeur van het bedrijf introduceerde: "Onze zelf-ontwikkelde hoogwaardige- CNT's kunnen de elektrische geleidbaarheid en energiedichtheid van anodes en kathoden van lithiumbatterijen aanzienlijk verbeteren, kunnen traditionele geleidende additieven voor carbon black vervangen en de prestaties van conventionele geleidende additieven verder verbeteren."
Hoofdstuk 5: Productparameters en toepassingsscenario's
5.1 Typische productparameters
Als we de reguliere producten op de markt als voorbeeld nemen, zijn de belangrijkste parameters van op water-gebaseerde CNT-geleidende pasta als volgt:
| Parameter | Typische waarde | Beschrijving |
|---|---|---|
| CNT-inhoud | 5% | Tandpasta-houdt van een hoge concentratie |
| Buisdiameter | 1-2 nm | Enkel-wandige buis |
| Buislengte | Kleiner dan of gelijk aan 50 μm | Hoge beeldverhouding |
| Houdbaarheid | 180 dagen | Bewaren op een droge plaats bij kamertemperatuur, uit de buurt van licht |
| Dispersiestabiliteit | Groter dan of gelijk aan 1 jaar | - |
5.2 Belangrijkste toepassingsgebieden
Energieveld:Geleidend additief voor lithiumbatterijen - kan een efficiënt geleidend netwerk vormen, de interne weerstand van de batterij verminderen, het specifieke capaciteitsgebruik van actieve materialen verbeteren, de hoge- stroomontladingsvermogensdichtheid verbeteren en de levensduur van de batterij verlengen; materialen voor supercondensatorelektroden.
Coatingveld:Geleidende coatings (elektronische componenten, elektromagnetische afscherming); anti-corrosiecoatings (die het zinkgehalte verlagen en tegelijkertijd de anti-corrosieprestaties verbeteren); thermische dissipatiecoatings (elektronische apparatuur, warmteafvoer in auto's).
Samengesteld materiaalveld:Additieven voor polymeren en rubber, die de mechanische eigenschappen, elektrische geleidbaarheid en thermische stabiliteit verbeteren, gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, auto-industrie, sportuitrusting, enz.
Sensorveld:Gassensoren, biosensoren, gebruikt voor omgevingsmonitoring, medische diagnose.
Elektrothermische film:Lange levensduur, weinig verval, laag stroomverbruik, gebruikt voor verwarming, ontdooien.
Hoofdstuk 6: De voordelen van Shandong Tanfeng - Van dispersietechnologie tot implementatie van industrialisatie
Als CNT-fabrikant worden onze belangrijkste voordelen op het gebied van pasta's op water-basis weerspiegeld in de volgende aspecten:
Ten eerste: het beheersen van de kerntechnologie van water-dispersie.De grootste hindernis voor pasta op water-basis is de dispersietechnologie. Via ons zelf-ontwikkelde dispergeersysteem en oppervlaktemodificatieprocessen hebben we het probleem van CNT-agglomeratie in water opgelost. Het uitstekende dispersiesysteem kan een stabiele dispersie van enkel-wandige CNT's in pasta op water-basis bereiken gedurende één jaar zonder sedimentatie.
Ten tweede: volledige-procesonzuiverheidscontrole.Zuiverheid is de ziel van enkel-wandige CNT-pasta. Tijdens het productieproces van onze pasta op water-basis ondergaat elke partij product een strikte magnetische verwijderingsbehandeling om ervoor te zorgen dat metaalverontreinigingen tot op ppm-niveau worden beperkt. Dit is de kerngarantie voor de uitstekende prestaties en stabiele kwaliteit van het product.
Ten derde: volledige-ketenindeling van poeder tot pasta.We produceren niet alleen enkel-wandig CNT-poeder, maar verwerken het ook tot-gebruiksklare-pastaproducten op water-basis. Het bedrijf heeft een compleet ISO9001-kwaliteitsmanagementsysteem opgezet en is actief bezig met het bevorderen van de IATF16949-kwaliteitscertificering voor de auto-industrie, waarbij een volledig-proceskwaliteitscontrolesysteem wordt opgebouwd, van onderzoek en ontwikkeling tot service.
Ten vierde: garantie van productiecapaciteit op grote- schaal.Met de snelle groei van de marktvraag naar pasta op water-basis breiden we onze productiecapaciteit voortdurend uit. Er zijn allemaal meerdere CNT-productielijnen voor geleidende pasta in gebruik genomen. Tegelijkertijd bouwen we nieuwe hoogwaardige, enkel-wandige productielijnen voor CNT-pasta, waarmee we gelijktijdige verbeteringen bereiken ten opzichte van conventionele pasta en hoogwaardige- pasta, waardoor klanten een stabiel productaanbod op batch-schaal krijgen.
Momenteel worden onze CNT-geleidende pastaproducten op water-basis veel gebruikt in geleidende additieven voor lithiumbatterijen, geleidende coatings, anti-statische coatings en andere gebieden, waarbij de productprestaties internationaal geavanceerde niveaus bereiken. Naarmate de milieuregels strenger worden en de kostendruk toeneemt, verandert water-gebaseerde CNT-geleidende pasta van een 'alternatieve oplossing' naar een 'mainstream-keuze'. Als u op zoek bent naar een milieuvriendelijke, efficiënte en stabiele CNT-geleidende oplossing, neem dan gerust contact met ons op.