Kapitel 1: Vatten-Based Conductive Paste: A New Direction for CNT Applications
Inom litiumbatteriindustrin, när de flesta tänker på CNT-konduktiv pasta, är det första man tänker på den olje-baserade pastan med ett NMP-system. Men med ökande miljötryck och stigande krav på kostnadskontroll, blir vatten-baserad CNT-konduktiv pasta ett fokus för branschens uppmärksamhet.
Vattenbaserad-konduktiv pasta, som namnet antyder, är en flytande produkt som använder vatten som dispersionsmedium och CNTs som den ledande fasen. Den största skillnaden mellan den och traditionell oljebaserad-pasta är att lösningsmedlet har bytts från NMP till vatten. Denna förändring medför inte bara en förändring av kostnadsstrukturen utan också en fullständig rekonstruktion av processlogiken.
"Vattenbaserat CNT-slam är ett kompositmaterial med CNT som huvudkomponent. Det har utmärkt elektrisk ledningsförmåga, mekaniska egenskaper och termiska egenskaper, och används i stor utsträckning inom många områden som ledande tillsatser för litiumbatterier, ledande beläggningar, anti-korrosionsbeläggningar, värmeavledningsmaterial, förstärkningsbeläggningar, kompositmaterial och sensormaterial." Idag ska vi prata om den här "gröna kandidaten" - vilka är fördelarna, svårigheterna, användningsmetoderna och vem som gör vatten-baserad CNT-konduktiv pasta.
Kapitel 2: Varför välja vattenbaserat-? Tre kärnfördelar
2.1 Miljövänlig och icke-giftig, i linje med gröna tillverkningstrender
NMP (N-metylpyrrolidon), även om det är ett utmärkt lösningsmedel, har reproduktionstoxicitet och är listat som ett ämne av mycket hög oro enligt EU:s REACH-förordning. Med implementeringen av nya bestämmelser som EU:s batteriförordning står batterimaterial som innehåller NMP inför en striktare regulatorisk granskning när de exporteras.
Vattenbaserad-konduktiv CNT-pasta använder vatten som lösningsmedel, vilket i grunden löser detta problem. Som framgår av det senaste patentet från Double Deer Battery överger dess vatten-baserade ledande superhydrofobiska kompositbeläggning "organiska lösningsmedel, vilket ger ett genombrott i balansen mellan kostnad, miljöskydd och prestanda."
2.2 Betydande kostnadsfördelar
Priset på NMP fluktuerar avsevärt, medan kostnaden för vatten är nästan försumbar. Även om vatten-baserad pasta kräver tillsats av mer dispergeringsmedel för att bibehålla stabiliteten, är den totala kostnaden fortfarande betydligt lägre än för oljebaserade-system.
"Att tillsätta vatten-baserad CNT-pasta som en ledande tillsats till vatten-baserad katoduppslamning kan avsevärt minska kostnaderna, förbättra personlig säkerhet och förbättra miljösäkerheten."
2.3 Anpassningsförmåga till hög-beläggningsprocesser
Efter optimering har den vattenbaserade-pastan utmärkta reologiska egenskaper som stöder höghastighets-beläggningsprocesser. "Shandong Tanfeng New Materials vatten-baserade konduktiva pasta använder hög-renhet enkel-CNT som den ledande fasen och vatten som dispersionsmedium. Den har god dispersionsstabilitet och miljöskyddsegenskaper och används ofta i elektrodbeläggningar för litiumbatterier, transparenta ledande fältbeläggningar och andra antistatiska beläggningar, {{7} hög-beläggningsprocesser."
Kapitel 3: Vattens största utmaning-Baserade system: CNT är "rädda för vatten"
Allt har två sidor. Även om vatten-baserade system är miljövänliga och billiga, står de inför ett grundläggande tekniskt problem: CNT är hydrofoba.
Ytan på CNT är sammansatt av kolatomer, som naturligt uppvisar hydrofobicitet, vilket gör dem mycket benägna att aggregeras och utfällas i vatten. Den tunna och långa nanostrukturen hos enkelväggiga CNT:er gör att rören trasslar ihop sig och bildar lätt tätt intrasslade "garnbollar" som är svåra att skingra.
3.1 Shandong Tanfengs genombrott: Dispersionsstabil i ett år utan sedimentering
Teamet stod direkt inför denna gemensamma industriutmaning. Genom teoretisk forskning och ett stort antal experimentella verifikationer designade de ett helt nytt dispersionssystem bestående av ytaktiva ämnen, dispergeringsmedel och stabilisatorer.
Forskningsresultaten visade att förhållandet mellan "kvantiteten" och "kvaliteten" av det enkelväggiga CNT-dispergeringsmedlet inte är proportionellt - under det nya systemet, även om en liten mängd organiskt lösningsmedel tillsätts till den vatten-baserade pastan, sker inte fast-vätskeseparation, och den enstaka kan stå kvar under det senaste året utan{4} sedimentation.
Den här produkten utnyttjar i hög grad den elektriska konduktivitetspotentialen hos enkelväggiga rör. Den kan användas för att framställa stora mängder transparenta ledande filmer med hög ljustransmittans och låg ytmotstånd genom våtbeläggningsprocesser, och den kan också användas som en ledande tillsats inom områden som ny energi.
3.2 Sammansatt formulering: Synergi av CNTs + Carbon Black + Grafen
Förutom att optimera dispersionssystemet är ett annat tillvägagångssätt att förbättra spridningsförmågan och elektrisk ledningsförmåga genom kombinationen av flera ledande material.
"En vatten-baserad hög-fast-komposit ledande vätska, dess framställningsråmaterial inkluderar 2%-3% CNTs, 5%-6% kolsvart, 1,5%-2,5% grafen, 1,5%-0,0% dispergermedel,-2,5% dispergermedel,-2,5%. resten av avjoniserat vatten Genom en bearbetningsväg som kombinerar kulfräsning, kulfräsning och homogenisering, erhölls en vattenbaserad ledande vätska med högt fast innehåll med hög elektrisk ledningsförmåga och hög fluiditet."
Fördelen med denna sammansatta formulering ligger i: kimrök fyller luckorna mellan CNT, grafen ger ett två-dimensionellt ledande nätverk och de tre arbetar tillsammans för att bygga en tre-dimensionell ledande struktur, samtidigt som de förbättrar spridningsstabilitet och elektrisk ledningsförmåga.
Kapitel 4: Marknadslandskap - Vem använder vatten-baserad konduktiv pasta?
I takt med att den vattenbaserade-pastatekniken gradvis mognar börjar fler och fler företag komma in på det här spåret.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. är ett-högteknologiskt företag som fokuserar på forskning och utveckling, produktion och försäljning av nytt enkelväggigt CNT-pulver och dess serie av konduktiva pastaprodukter. Dess huvudprodukter inkluderar: hög-renhet enkel-CNT-pulver, vatten-baserad konduktiv pasta och NMP-olja-baserad konduktiv pasta. Produkterna kan användas i anod- och katodledande tillsatser för litiumbatterier, solceller, väteenergibränsleceller, kol-baserade chips, nanoelektroniska enheter, sensorer, ledande plast, ledande polymerer, anti-statisk latex och andra områden.
Tanfeng fokuserar på forskning, utveckling och tillverkning av enkel-väggig CNT-pulverdispersionsteknik och konduktiv pasta. Företaget har nu lanserat en serie hög-renhet, enkel-CNT-ledande pastor, som täcker både oljebaserade-och vatten-baserade system. Deras huvudsakliga egenskaper är: justerbart fast innehåll, god spridningsförmåga, hög kostnads-effektivitet, miljövänlighet och icke-toxicitet, och de har framgångsrikt brutit det internationella monopolet.
Företagets general manager presenterade: "Våra egen-utvecklade avancerade-CNT kan avsevärt förbättra den elektriska ledningsförmågan och energitätheten för litiumbatteriets anoder och katoder, kan ersätta traditionella kimröksledande tillsatser och ytterligare förbättra prestandan hos konventionella ledande tillsatser."
Kapitel 5: Produktparametrar och tillämpningsscenarier
5.1 Typiska produktparametrar
Om vi tar vanliga produkter på marknaden som exempel, är nyckelparametrarna för vatten-baserad CNT-konduktiv pasta följande:
| Parameter | Typiskt värde | Beskrivning |
|---|---|---|
| CNT-innehåll | 5% | Tandkräm-liknande hög koncentration |
| Diameter på rör | 1-2 nm | Enkel-väggigt rör |
| Rörlängd | Mindre än eller lika med 50 μm | Högt bildförhållande |
| Hållbarhet | 180 dagar | Förvara på en torr plats i rumstemperatur borta från ljus |
| Dispersionsstabilitet | Större än eller lika med 1 år | - |
5.2 Huvudapplikationsfält
Energifält:Konduktiv tillsats för litiumbatterier - kan bilda ett effektivt ledande nätverk, minska batteriets interna motstånd, förbättra det specifika kapacitetsutnyttjandet av aktiva material, förbättra hög-strömurladdningseffekttäthet och förlänga batteriets livslängd; superkondensatorelektrodmaterial.
Beläggningsfält:Konduktiva beläggningar (elektroniska komponenter, elektromagnetisk skärmning); anti-korrosionsbeläggningar (reducerar zinkhalten samtidigt som anti-korrosionsprestandan förbättras); värmeavledningsbeläggningar (elektronisk utrustning, fordonsvärmeavledning).
Kompositmaterialfält:Tillsatser för polymerer och gummi, förbättrar mekaniska egenskaper, elektrisk ledningsförmåga och termisk stabilitet, används inom flyg-, bil-, sportutrustning, etc.
Sensorfält:Gassensorer, biosensorer, används för miljöövervakning, medicinsk diagnos.
Elektrotermisk film:Lång livslängd, låg sönderfall, låg strömförbrukning, används för uppvärmning, avfrostning.
Kapitel 6: Shandong Tanfengs fördelar - från dispersionsteknik till implementering av industrialisering
Som CNT-tillverkare återspeglas våra kärnfördelar inom det vattenbaserade-pastaområdet i följande aspekter:
Först, behärska kärntekniken för vattenbaserad-dispersion.Det största hindret för vatten-baserad pasta är dispersionsteknik. Genom vårt egen-utvecklade dispergeringsmedelssystem och ytmodifieringsprocesser har vi löst problemet med CNT-agglomerering i vatten. Det utmärkta dispersionssystemet kan uppnå stabil spridning av enkel-väggiga CNT i vatten-baserad pasta under ett år utan sedimentering.
För det andra, fullständig-processföroreningskontroll.Renhet är själen i en-väggig CNT-pasta. Under tillverkningsprocessen av vår vatten-baserade pasta genomgår varje produktsats strikt magnetisk borttagningsbehandling för att säkerställa att metallföroreningar kontrolleras på ppm-nivå. Detta är kärngarantin för produktens utmärkta prestanda och stabila kvalitet.
För det tredje, fullständig-kedja layout från pulver till pasta.Vi producerar inte bara enkel-CNT-pulver utan bearbetar det också till färdiga-att-vattenbaserade-pastaprodukter. Företaget har etablerat ett komplett ISO9001-kvalitetsledningssystem och främjar aktivt IATF16949-bilindustrins kvalitetscertifiering, och bygger ett hel-processkvalitetskontrollsystem från forskning och utveckling till service.
För det fjärde, stor-säkring av produktionskapacitet.Med den snabba tillväxten av marknadens efterfrågan på vatten-baserad pasta utökar vi kontinuerligt vår produktionskapacitet. Flera produktionslinjer för ledande CNT-pasta har alla tagits i drift. Samtidigt bygger vi nya hög-enkelväggiga-CNT-pastaproduktionslinjer, vilket uppnår samtidiga förbättringar av konventionell pasta och hög-pasta, vilket ger kunderna en stabil produktförsörjning i batch-skala.
För närvarande används våra-vattenbaserade CNT-konduktiva pastaprodukter i stor utsträckning i ledande tillsatser för litiumbatterier, ledande beläggningar, anti-statiska beläggningar och andra områden, med produktprestanda som når internationellt avancerade nivåer. När miljöbestämmelserna blir strängare och kostnadstrycket ökar, övergår vatten-baserad CNT-konduktiv pasta från en "alternativ lösning" till ett "vanligt val". Om du letar efter en miljövänlig, effektiv och stabil CNT-ledande lösning är du välkommen att kontakta oss.