Uglerodli nanotube o'tkazuvchan pastasini tayyorlash jarayonida ko'plab ilmiy-tadqiqot xodimlari g'ayritabiiy atala viskozitesi, notekis dispersiya va elektrod varag'ining ichki qarshiligidagi katta dalgalanmalar kabi muammolarga duch kelishadi. Dispersiya jarayoni va erituvchi tizim omillaridan tashqari, asosiy sabab asosan uglerod nanotubalarining jismoniy xususiyatlaridagi farqlardan kelib chiqadi. Uglerod nanotubalarining diametri, uzunligi va o'ziga xos sirt maydoni mahsulotni tanlash uchun uchta asosiy ko'rsatkichdir. Har bir parametrdagi o'zgarishlar dispersiya barqarorligi, o'tkazuvchanlik samaradorligi va CNT o'tkazuvchan pastasini qayta ishlashga moslashuvchanligi bo'yicha zanjirli reaktsiyaga ega bo'ladi. Quyida biz har bir parametrning o'ziga xos ta'sirini haqiqiy ommaviy ishlab chiqarish sharoitlari asosida tahlil qilamiz.
1. Uglerod nanotube diametri atala dispersiyasining qiyinligi va o'tkazuvchan kontaktga chidamliligini aniqlaydi
Uglerod nanotubalarining diametri qanchalik kichik bo'lsa, ichki o'tkazuvchanlik shunchalik yaxshi bo'ladi, lekin sirt faolligi shunchalik yuqori bo'lib, aglomeratsiya ehtimolini oshiradi, dispersiya qiyinligi va tizimning yopishqoqligini oshiradi. Kattaroq diametrli quvurlarni tarqatish osonroq bo'lib, ularni qayta ishlash ustuvorligi bo'lgan formulalar uchun mos qiladi.
Yupqaroq CNTlar kamroq trubka devorlariga, past elektron o'tkazuvchanligiga va bir xil qo'shilish miqdorida ko'proq ajoyib o'tkazuvchanlikka ega. Biroq, yupqaroq naychalar orasidagi Van der Waals kuchlari kuchliroqdir. Agar silliqlash va dispersiya jarayoni to‘g‘ri nazorat qilinmasa, ular osongina qaytadan chalg‘ib-bo‘lib, atala ichida zarrachalar va cho‘kmalar paydo bo‘lishiga olib keladi. Qalinroq CNTlar o'zaro chalkashlik tendentsiyasiga ega bo'lib, NMP va suvga asoslangan tizimlarda yuqori dispersiyaga chidamlilik-bo'lib, katta miqyosda qoplama ishlab chiqarish uchun mos, yaxshi atala oqimi-bo'ladi.
| CNT diametri diapazoni | Slurry yadrosining xususiyatlari | Amaldagi stsenariylar |
|---|---|---|
| 5–10 nm (ingichka diametr) | Zo'r o'tkazuvchanlik, aglomeratsiyaga moyil, yuqori atala viskozitesi | Yuqori{0}}energiyali-zichlikdagi lityum batareyali katodlar, ultra yupqa o'tkazuvchan plyonkalar |
| 10–20 nm (an'anaviy diametr) | O'tkazuvchanlik va dispersiyaning yaxshi muvozanati, boshqariladigan yopishqoqlik | Quvvatli lityum batareyalar, Supero'tkazuvchilar yopishtiruvchi moddalar |
| 20 nm dan yuqori (qalin diametr) | Oson dispersiya, yaxshi atala oqimi, past o'tkazuvchanlik samaradorligi | Supero'tkazuvchilar plastmassalar,{0}}statik qoplamalar |
2. Uglerod nanotube uzunligi atala Supero'tkazuvchilar tarmoq qurilishi va reologik xususiyatlariga ta'sir qiladi
Uzunroq uglerodli nanotubalar doimiy ravishda bir-birining ustiga chiqadigan o'tkazuvchan tarmoqlarni osongina hosil qiladi, bu esa atalaning umumiy qarshiligini pasaytiradi, ammo ular atala yopishqoqligini sezilarli darajada oshiradi. Qisqaroq CNTlar nozik qoplama jarayonlari uchun mos keladigan yaxshi oquvchanlikni ta'minlaydi, ammo ularning uzoq masofaga o'tkazuvchanlik qobiliyati zaifroq.
Uzoq CNTlar zarrachalar boʻylab uzoq masofali oʻtkazuvchan yoʻllarni qurish uchun{0}}bir oʻlchovli uzun tuzilishga tayanadi. Kichik qo'shilish miqdori past ichki qarshilikka erishishi mumkin, bu esa formulalar xarajatlarini tejaydi. Shu bilan birga, haddan tashqari uzun quvurlar bir-biriga bog'lanib, tarmoq strukturasini hosil qiladi, hal qiluvchi ichida qulflanadi va atala yopishqoqligining sezilarli darajada oshishiga olib keladi, bu esa chizish va qoplamani yomon tekislash kabi ishlov berish muammolariga olib kelishi mumkin. Qisqa CNTlar bir-biriga osonlikcha aralashmaydi, natijada barqaror atala reologiyasi paydo bo'ladi. Ular ko'pincha o'tkazgich tarmog'idagi bo'shliqlarni to'ldirish uchun gibrid Supero'tkazuvchilar tizimlarda uzun quvurlar va uglerod qora bilan birgalikda ishlatiladi.
Shandong Tanfeng turli uzunlikdagi spetsifikatsiyalarga ega CNT xom ashyosini sozlashi mumkin, shuningdek, o'tkazuvchanlikni ta'minlash, yuqori{0}}tezlikdagi qoplama ishlab chiqarish liniyalariga moslashish va formulani disk raskadrovka paytida-nazorat qovushqoqligi muammosini hal qilishda atala reologiyasini optimallashtirish uchun tayyor CNT o'tkazuvchi pastasini shakllantirishi mumkin.
3. Uglerod nanotubkasining o'ziga xos sirt maydoni atala yog'ining yutilishiga, dispersant dozasiga va oraliq bog'lanishga ta'sir qiladi.
Uglerod nanotubalarining o'ziga xos sirt maydoni qanchalik baland bo'lsa, ularning erituvchi va biriktiruvchi moddalarni o'zlashtirish qobiliyati shunchalik kuchli bo'ladi, bu atala tayyorlash uchun ko'proq miqdorda dispersant va biriktiruvchi moddalarni talab qiladi. Agar nisbat muvozanatsiz bo'lsa, u osonlik bilan atala flokulyatsiyasiga olib kelishi mumkin.
Yuqori-oʻziga xos-sirt{2}}CNTlar faolroq joylarga va katod va anodli faol materiallar bilan koʻproq aloqa nuqtalariga ega boʻlib, interfaal kontakt qarshiligini samarali ravishda kamaytiradi va batareyaning ishlash muddatini yaxshilaydi. Biroq, yuqori{4}}sirt{5}}tubalarning kuchli adsorbsion qobiliyati tizimdagi PVDF, CMC va boshqa biriktiruvchi moddalarni katta miqdorda iste'mol qiladi. Bog'lovchi etarli bo'lmagandan so'ng, atala barqarorligi pasayadi, bu qatlamlanish va cho'ktirishga olib keladi. Kam{8}}oʻziga xos{9}}sirt{10}}CNTlar past adsorbsiyaga ega, formulaga chidamliligi yuqori, bogʻlovchi moddalarni kamroq isteʻmol qiladi va ishlov berish osonroq.
| Maxsus sirt maydoni diapazoni | Slurry ishlashi | Formulyatsiya bo'yicha ehtiyot choralari |
|---|---|---|
| >250 m²/g | Etarli o'tkazuvchan aloqa, yuqori bog'lovchi iste'moli, flokulyatsiyaga moyil | Dispersant va biriktiruvchi nisbatni oshirish; qattiq tarkibni nazorat qilish |
| 150–250 m²/g | Balanslangan umumiy ishlash, asosiy lityum batareya formulalari uchun mos | An'anaviy qattiq tarkibni ishlab chiqarish; jarayonni sozlashning keng moslashuvchanligi |
| <150 m²/g | Past adsorbsiya, yaxshi atala barqarorligi, kamroq interfeysli aloqa nuqtalari | Past{0}}qovushqoqlikdagi qalin qoplama jarayonlari uchun javob beradi; gibrid tizimda uglerod qora bilan birlashtirilishi mumkin |
4. Uch parametrning sinergetik moslashuvi: atala formulasini tanlash bo'yicha amaliy takliflar
Uglerod nanotubalarining diametri, uzunligi va o'ziga xos sirt maydoni bir-birini o'zaro cheklaydi. Bitta parametrda yakuniy natijaga erishib bo'lmaydi; ular erituvchi tizimiga, qattiq tarkibga va qoplama jarayoniga asoslangan holda sinergik tarzda mos kelishi kerak.
Faqat yupqa, uzun, yuqori-oʻziga xos-sirt{2}}CNTlarni tanlash osonlikcha haddan tashqari qalin atala va dispersiya buzilishiga olib kelishi mumkin. Faqat qalin, qisqa, past-yuzaki{5}}trubalarni tanlash yuqori o'tkazuvchan qo'shimchalar dozasini keltirib chiqaradi, faol moddalar nisbatini egallaydi va mahsulot energiya zichligini kamaytiradi.
An'anaviy quvvatli akkumulyatorli katodli shlamlar uchun o'rtacha diametrli, o'rtacha uzunlikdagi va muvozanatli o'ziga xos sirt maydoni bo'lgan CNTlarga ustunlik bering. Yuqori-tezkor{2}}zaryadlash tizimlari uchun ingichka-diametrli uzun CNTlardan foydalanish mumkin. Suvga asoslangan anod shlamlari uchun aglomeratsiya xavfini kamaytirish uchun{5}}o'rtacha o'ziga xos sirt maydoniga ega modifikatsiyalangan CNTlar tavsiya etiladi.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd.
Uglerod nanotubalarining diametri atala o'tkazuvchanligini va dispersiyaning qiyinligini nazorat qiladi. Uzunlik o'tkazgich tarmog'ining uzluksizligini va atala viskozitesini belgilaydi. Maxsus sirt maydoni bog'lovchi iste'moliga, atala barqarorligiga va interfaal o'tkazuvchan ta'sirga ta'sir qiladi. Ushbu uchta parametr bir-biri bilan o'zaro ta'sir qiladi va CNT o'tkazuvchan pastasini shakllantirish dizayni uchun asosiy mos yozuvlar asosidir. Shandongning moddiy sanoatining yangi afzalliklariga asoslanib, Shandong Tanfeng uglerod nanotubalari va o'tkazuvchan pastalarning professional ishlab chiqaruvchisi sifatida-CNTlarning bir nechta spetsifikatsiyalarini ommaviy ishlab chiqarish imkoniyatiga ega. Ular mijozning maqsadli atala viskozitesi, qattiq tarkibi va o'tkazuvchanlik ko'rsatkichlari asosida mos CNT parametrlarini tavsiya qilishlari va atala nosozliklarini tuzatish bo'yicha texnik yordam ko'rsatishi mumkin, bu esa formulaning sinovi-va -xato siklini kamaytiradi.
TSS
Savol: Uglerod nanotubalarining yuqori o'ziga xos sirt maydoni har doim yaxshi atala o'tkazuvchanligini anglatadimi?
Javob: Majburiy emas. Yuqori{1}}yuzaki-hududdagi CNTlar aglomeratsiyaga moyil. Agar dispersiya muvaffaqiyatsiz bo'lsa, o'tkazuvchanlik ko'rsatkichi aslida pasayadi. Dispersiya jarayoni va formulaning nisbati bir xil darajada muhimdir.
Savol: CNT parametrlarini past-qovushqoqlikdagi uglerod nanotuba o‘tkazuvchan pastasi uchun qanday tanlash kerak?
Javob: Qalin diametrli, qisqa uzunlikdagi va o'rtacha o'ziga xos sirt maydoni CNTlarga ustunlik bering. Shu bilan bir qatorda, siz to'g'ridan-to'g'ri Shandong Tanfengning oldindan{1}}disperslangan tayyor o'tkazuvchan pastasini xarid qilishingiz mumkin.