1. Perché le batterie al litio necessitano di additivi conduttivi?
Gli additivi conduttivi sono l'"autostrada elettronica" degli elettrodi delle batterie al litio, responsabili della rapida conduzione degli elettroni generati dai materiali attivi al collettore di corrente, determinando direttamente la resistenza interna della batteria, la capacità di velocità e la durata del ciclo.
I materiali catodici delle batterie al litio (come il fosfato di litio ferro e i materiali ternari) hanno una scarsa conduttività intrinseca, quindi è necessario aggiungere additivi conduttivi per costruire un'efficiente rete di trasporto degli elettroni.
Lo stato di selezione e dispersione degli additivi conduttivi influisce direttamente su tre indicatori principali:
Resistenza interna della batteria:Rete conduttiva incompleta → maggiore resistenza interna → maggiore generazione di calore
Capacità di tariffa:Efficienza additiva conduttiva insufficiente → prestazioni di capacità limitate durante la scarica ad alta-corrente
Ciclo di vita:La capacità della rete conduttiva di mantenere la stabilità durante le variazioni di volume in carica e scarica
2. Nanotubi di carbonio e nerofumo: tre vantaggi fondamentali
I nanotubi di carbonio sono completamente superiori al nero di carbonio in termini di struttura conduttiva, quantità di aggiunte e stabilità del ciclo a lungo-termine. La differenza fondamentale sta nella "conduzione di linea" rispetto al "contatto puntuale".
2.1 Struttura conduttiva: contatto puntuale e contatto lineare
Il nero di carbonio esiste come particelle a catena/perline tridimensionali ramificate-, con percorsi conduttivi formati attraverso la sovrapposizione di "punto di contatto" tra le particelle. Il problema con questa struttura è che una volta che l'elettrodo subisce variazioni di volume durante la carica e la scarica, i contatti puntiformi possono facilmente "rompersi", distruggendo la rete conduttiva.
I nanotubi di carbonio hanno una struttura tubolare un-dimensionale con un rapporto d'aspetto ultra-elevato, che consente loro di "penetrare" attraverso l'interno dell'elettrodo per formare un percorso di trasporto degli elettroni continuo e completo. Ciò equivale a tracciare una "autostrada elettronica" nell'elettrodo, non influenzata dallo spostamento delle particelle.
Confronto delle strutture del nerofumo conduttivo, dei nanotubi di carbonio e del grafene come i tre principali additivi conduttivi:
| Dimensione di confronto | Nero carbonio conduttivo | Nanotubi di carbonio (CNT) | Grafene |
|---|---|---|---|
| Struttura conduttiva | Catena ramificata/punto di contatto tridimensionale- | Conduzione di linea unidimensionale a lungo raggio- | Conduzione planare bidimensionale |
| Capacità conduttiva | Bene | Eccellente | Livello-superiore |
| Quantità di aggiunta ottimale | 0.5%-3% | 0.2%-1% | 0.1%-0.5% |
| Lavorabilità degli elettrodi | Rivestimento liscio | Viscosità leggermente elevata | Facile da agglomerare |
| Posizionamento centrale | Strato di base generale | Tasso elevato, ciclo lungo | Conduttività massima |
2.2 Quantità aggiunta: un-terzo del dosaggio per risultati migliori
La quantità aggiunta di pasta conduttiva CNT è solo dello 0,5%-1%. Quando si utilizza solo nerofumo conduttivo, la quantità di aggiunta convenzionale è del 2%-3%.
Ciò significa: utilizzando 1 parte di CNT è possibile sostituire 2-3 parti di nerofumo, risparmiando spazio occupato dall'additivo conduttivo e consentendo di inserire più materiale attivo nell'elettrodo, migliorando direttamente la densità energetica della batteria.
2.3 Ciclismo e sicurezza: maggiore durata della batteria, funzionamento più sicuro
Uno studio ha confrontato le prestazioni di CNT e Super P nelle batterie al litio ferro fosfato:
| Indicatore di prestazione | Formulazione Super P | Formulazione CNT |
|---|---|---|
| Temperatura superficiale della batteria con scarica a 10°C | 68 gradi | 49 gradi (ridotto di 19 gradi) |
| Dosaggio dell'additivo conduttivo | Linea di base | Solo 1/3 |
| Ciclo ad alta-temperatura a 45 gradi | Linea di base | Più eccellente |
La formulazione CNT utilizza solo 1/3 dell'additivo conduttivo, ma raggiunge una temperatura superficiale della batteria inferiore e migliori-prestazioni del ciclo ad alta temperatura -, il che significa batterie più sicure e di maggiore-durata.
3. Nuovo materiale Shandong Tanfeng: un fornitore di pasta conduttiva CNT di alta-qualità
La pasta conduttiva di nanotubi di carbonio della serie FB121 di Shandong Tanfeng New Material ha una qualità eccellente, con impurità di Fe inferiori o uguali a 30 ppm. È necessaria una quantità aggiuntiva di solo lo 0,5%-1% per migliorare significativamente le prestazioni della batteria.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. fornisce prodotti in pasta conduttiva di nanotubi di carbonio di alta qualità. I parametri principali del prodotto principale della serie FB121 sono i seguenti:
| Parametro | Specifiche della serie FB121 |
|---|---|
| Aspetto | Pasta nera |
| Contenuto solido | 6.0±0.20% |
| Contenuto CNT | 5.0±0.15% |
| Contenuto disperdente | 1.0±0.05% |
| Viscosità della pasta | Inferiore o uguale a 3000 mPa·s |
| Contenuto di umidità | Inferiore o uguale a 1000 ppm |
| Fe Impurità | Inferiore o uguale a 30 ppm |
| Cr/Ni/Cu/Zn/Co | Ciascuno inferiore o uguale a 5 ppm |
Vantaggi principali:
Elevata purezza:Impurezze di Fe controllate al di sotto di 30 ppm, significativamente migliori rispetto ai livelli del settore
Dispersione stabile:Utilizza un processo di dispersione unico, stabile per più di 3 mesi
Pronto all'uso:Disponibile sia in sistemi a base di NMP-che a base di acqua-per la comodità del cliente
Ampia applicazione:Serve batterie di alimentazione per veicoli a nuova energia, batterie di accumulo di energia e altri campi
Con un contenuto di CNT del 5%, i clienti possono aggiungere direttamente lo 0,5%-1% per ottenere risultati conduttivi ad alte prestazioni.
Riepilogo di una-frase:Il vantaggio principale dei nanotubi di carbonio rispetto al nerofumo è quello di "fare di più con meno" - riducendo la quantità aggiunta dal 3% allo 0,5%, ottenendo allo stesso tempo una resistenza interna inferiore della batteria, cicli di alta-temperatura più stabili e un aumento della temperatura inferiore durante la scarica. La pasta conduttiva della serie FB121 di Shandong Tanfeng New Material fornisce la garanzia di alta-qualità delle materie prime per questa soluzione conduttiva "punto-sinergia di linea".