1. Waarom hebben lithiumbatterijen geleidende additieven nodig?
Geleidende additieven vormen de "elektronensnelweg" van lithiumbatterijelektroden, die verantwoordelijk zijn voor het snel geleiden van door actieve materialen gegenereerde elektronen naar de stroomcollector, waardoor de interne weerstand, het snelheidsvermogen en de levensduur van de batterij direct worden bepaald.
Kathodematerialen voor lithiumbatterijen (zoals lithiumijzerfosfaat en ternaire materialen) hebben een slechte intrinsieke geleidbaarheid, dus geleidende additieven moeten worden toegevoegd om een efficiënt elektronentransportnetwerk op te bouwen.
De selectie- en verspreidingstoestand van geleidende additieven heeft rechtstreeks invloed op drie kernindicatoren:
Interne weerstand batterij:Onvolledig geleidend netwerk → verhoogde interne weerstand → verhoogde warmteontwikkeling
Tariefcapaciteit:Onvoldoende geleidende additieve efficiëntie → beperkte capaciteitsprestaties tijdens ontlading met hoge -stroom
Levensduur:Het vermogen van het geleidende netwerk om stabiliteit te behouden tijdens volumeveranderingen in laden en ontladen
2. Koolstofnanobuisjes versus Carbon Black: drie kernvoordelen
Koolstofnanobuisjes zijn verreweg superieur aan carbonblack wat betreft geleidende structuur, toegevoegde hoeveelheid en cyclusstabiliteit op lange termijn. Het kernverschil ligt in ‘lijngeleiding’ versus ‘puntcontact’.
2.1 Geleidende structuur: puntcontact versus lijncontact
Koolzwart bestaat uit drie-dimensionaal vertakte- deeltjes met kettingen/kralen, waarbij geleidende paden worden gevormd door "puntcontact"-overlap tussen deeltjes. Het probleem met deze structuur is dat zodra de elektrode volumeveranderingen ondergaat tijdens het laden en ontladen, de puntcontacten gemakkelijk "uit elkaar kunnen vallen", waardoor het geleidende netwerk wordt vernietigd.
Koolstofnanobuisjes hebben een een{0}}dimensionale buisvormige structuur met een ultra-hoge aspectverhouding, waardoor ze door het inwendige van de elektrode kunnen "penetreren" en zo een continu en volledig elektronentransportpad vormen. Dit komt overeen met het aanleggen van een "elektronensnelweg" in de elektrode, die niet wordt beïnvloed door deeltjesverplaatsing.
Vergelijking van de structuren van geleidend roet, koolstofnanobuisjes en grafeen als de drie belangrijkste geleidende additieven:
| Vergelijkingsdimensie | Geleidend koolstofzwart | Koolstofnanobuisjes (CNT) | Grafeen |
|---|---|---|---|
| Geleidende structuur | Drie-dimensionale vertakte keten/puntcontact | Eén-dimensionale lange- lijngeleiding | Twee-dimensionale vlakke geleiding |
| Geleidend vermogen | Goed | Uitstekend | Top-niveau |
| Optimale toevoegingshoeveelheid | 0.5%-3% | 0.2%-1% | 0.1%-0.5% |
| Verwerkbaarheid van de elektrode | Gladde coating | Enigszins hoge viscositeit | Gemakkelijk te agglomereren |
| Kernpositionering | Algemene basislaag | Hoge snelheid, lange cyclus | Ultieme geleidbaarheid |
2.2 Toevoegingshoeveelheid: één-derde van de dosering voor betere resultaten
De toegevoegde hoeveelheid CNT-geleidende pasta bedraagt slechts 0,5% -1%. Wanneer alleen geleidend roet wordt gebruikt, bedraagt de conventionele toevoegingshoeveelheid 2%-3%.
Dit betekent: het gebruik van 1 deel CNT kan 2-3 delen carbon black vervangen, waardoor ruimte wordt bespaard die wordt ingenomen door het geleidende additief en waardoor meer actief materiaal in de elektrode kan worden gevuld, waardoor de energiedichtheid van de batterij direct wordt verbeterd.
2.3 Fietsen en veiligheid: langere levensduur van de batterij, veiliger gebruik
In een onderzoek werden de prestaties van CNT en Super P in lithiumijzerfosfaatbatterijen vergeleken:
| Prestatie-indicator | Super P-formulering | CNT-formulering |
|---|---|---|
| Oppervlaktetemperatuur van de batterij bij ontlading van 10C | 68 graden | 49 graden (verlaagd met 19 graden) |
| Dosering van geleidende additieven | Basislijn | Slechts 1/3 |
| Hoge temperatuur-Fietsen op 45 graden | Basislijn | Meer uitstekend |
De CNT-formulering gebruikt slechts 1/3 van het geleidende additief, maar bereikt toch een lagere oppervlaktetemperatuur van de batterij en betere cyclusprestaties bij hoge- temperatuur -, wat veiligere en langere- batterijen betekent.
3. Nieuw materiaal Shandong Tanfeng: een hoogwaardige-leverancier van CNT-geleidende pasta
Shandong Tanfeng New Material's FB121-serie geleidende koolstofnanobuisjespasta heeft een uitstekende kwaliteit, met Fe-onzuiverheden van minder dan of gelijk aan 30 ppm. Een toevoeging van slechts 0,5%-1% is nodig om de batterijprestaties aanzienlijk te verbeteren.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. levert hoogwaardige -kwaliteit geleidende pastaproducten met koolstofnanobuisjes. De belangrijkste parameters van de kernproduct FB121-serie zijn als volgt:
| Parameter | Specificatie FB121-serie |
|---|---|
| Verschijning | Zwarte pasta |
| Solide inhoud | 6.0±0.20% |
| CNT-inhoud | 5.0±0.15% |
| Dispergerende inhoud | 1.0±0.05% |
| Viscositeit van de pasta | Minder dan of gelijk aan 3000 mPa·s |
| Vochtgehalte | Minder dan of gelijk aan 1000 ppm |
| Fe-onzuiverheid | Minder dan of gelijk aan 30 ppm |
| Cr/Ni/Cu/Zn/Co | Elk Minder dan of gelijk aan 5 ppm |
Kernvoordelen:
Hoge zuiverheid:Fe-onzuiverheden worden onder de 30 ppm gehouden, aanzienlijk beter dan het industriële niveau
Stabiele verspreiding:Maakt gebruik van een uniek dispersieproces, stabiel gedurende meer dan 3 maanden
Klaar voor gebruik:Beschikbaar in zowel NMP-gebaseerde als water-systemen voor het gemak van de klant
Brede toepassing:Serveert nieuwe energie-voertuigbatterijen, energieopslagbatterijen en andere velden
Met een CNT-gehalte van 5% kunnen klanten direct 0,5%-1% toevoegen om hoogwaardige geleidende resultaten te bereiken.
Samenvatting van één-zin:Het belangrijkste voordeel van koolstofnanobuisjes vergeleken met carbon black is 'meer doen met minder' - het verminderen van de toegevoegde hoeveelheid van 3% naar 0,5%, terwijl een lagere interne batterijweerstand, stabielere hoge- temperatuurwisselingen en een lagere temperatuurstijging tijdens ontlading worden bereikt. De geleidende pasta uit de FB121-serie van Shandong Tanfeng New Material biedt hoogwaardige grondstoffengarantie voor deze geleidende oplossing met "punt-lijnsynergie".