Hvordan man bruger kulstof nanorørs ledende opslæmning i lithiumbatteri katoder/anoder?

I blandingsprocessen for lithiumbatterislam er CNT-ledende gylle blevet et almindeligt ledende additiv. Påføringsprocesser, tilsætningsforhold og spredningskrav for CNT-opslæmning er meget forskellige mellem katode- og anodesystemer. Mange lithiumbatteribehandlingsanlæg anvender simpelthen de samme fødeparametre for begge, hvilket kan føre til problemer som høj intern modstand i elektrodepladen, unormal gyllereologi og substandard cykluslevetid. At tydeliggøre de forskellige applikationslogikker for katoder og anoder og matche dem med de passende slamkvaliteter er nøglen til fuldt ud at udnytte de lang række ledende netværksfordele ved CNT'er. Shandong Tanfeng fokuserer på forskning og udvikling og produktion af CNT-ledende slam til lithium-batterier og udvikler skræddersyede produkter til katoder og anoder for at hjælpe batteriproducenter med at forenkle deres gyllefremstillingsprocesser-og stabilisere elektrodenes elektrokemiske ydeevne.

I. Kerneapplikationsforskelle mellem katoder og anoder

CNT-ledende opslæmning til katoder fokuserer på at bygge ledende veje ved lave tilsætningsniveauer, velegnet til NMP-oliebaserede systemer-. Anodeapplikationer er opdelt i grafitanoder og silicium-baserede anoder, der er kompatible med både olie-baserede og vand-baserede processer. Silicium-baserede anoder har højere krav til CNT-formatforhold og slamsejhed. Den samme kvalitet af gylle bør ikke bruges i flæng for begge.

Katodeaktive materialer har høj komprimeringstæthed. Det ledende middel udfylder primært hullerne mellem partiklerne for at undertrykke intern modstandsstigning. Udover ledningsevne skal anoden også buffer materialevolumenudvidelse, især for silicium-baserede anoder, hvor CNT'er skal danne et fleksibelt sammenkoblet netværk for at forhindre de ledende baner i at bryde. Nøgleparametre for forskellige scenarier er som følger:

Shandong Tanfeng opdeler produkter til forskellige scenarier. FB-serien er designet til olie-baserede katoder med streng kontrol med urenheder for at reducere batterisidereaktioner. Den FB-vandbaserede-serie er velegnet til grafit- og silicium--carbonanoder og tilbyder god spredningsstabilitet og tilpasser sig miljøer til fremstilling af vandig opslæmning-, så kunderne ikke behøver at justere spredningsprocesserne gentagne gange.

II. Sådan bruges CNT-ledende slam i lithiumbatterikatoder

Til katodebrug skal CNT-ledende opslæmning helst tilsættes via en for-blandingsmetode, ikke tør-blandet direkte med aktive pulvere. Fokus er på at kontrollere gyllefinheden og urenhedsindholdet, så det matcher højspændingskatodens driftsbetingelser.

Katodeproduktion bruger for det meste NMP-opløsningsmiddelsystemet. Standarddriftsproceduren er:

Opløs bindemidlet PVDF fuldstændigt i NMP for at fremstille en bindemiddelopløsning.

Tilsæt den CNT-ledende opslæmning og omrør ved lav hastighed for at forblande-, så CNT'erne først kan dispergere i bindemiddelopløsningen.

Tilsæt sekventielt det aktive katodemateriale og det ledende carbon black-middel, og øg derefter omrøringshastigheden for høj-spredning.

Når viskositet og finhed opfylder standarderne, filtreres og overføres gyllen til belægningsprocessen.

Vigtige operationelle punkter:

Hæld ikke CNT-ledende opslæmning direkte i tørt pulver med højt-fast-indhold, da dette nemt kan forårsage agglomerater.

For NCM-systemer skal du nøje kontrollere metalurenheder for at forhindre selvafladning- af batteriet. Shandong Tanfengs katode-specifikke opslæmning kontrollerer strengt metalurenheder som jern og kobber, og gennemgår fler-oprensning og filtrering inden forsendelse.

For LFP-systemer kan brug af CNT'er i kombination med carbon black balancere ydelse og omkostninger, hvilket giver bedre resultater end at bruge carbon black alene.

Fabriksfeedback indikerer, at nogle virksomheder tilføjer CNT-gyllen for sent i processen eller i højhastighedsblandetanke med utilstrækkelig blandingstid. Dette fører til ufuldstændig CNT-afvikling, hvilket resulterer i lokalt høj impedans på elektrodepladen og spændingsfald under hastighedstest. Det er nødvendigt at justere fodringssekvensen.

III. Sådan bruges CNT-ledende gylle i lithiumbatterianoder

Både grafit- og silicium-carbonanoder kan bruge CNT-ledende slam. Vand-baserede anoder er hovedstrømmen. Fodringssekvensen bør prioritere for-blanding med CMC-bindemiddelopløsning. For silicium-carbonanoder skal tilsætningen af ​​tør-basis øges passende, og der skal lægges vægt på opslæmningens reologi og elasticitet.

Standardopslæmning-fremstillingsproces for vand-baserede grafitanoder:

Opløs CMC i rent vand for at fremstille en bindemiddelopløsning.

Tilsæt den ledende CNT-opslæmning og bland ved lav hastighed, indtil den er ensartet.

Tilføj grafit/silicium-kulaktivt materiale og ledende kønrøg, og udfør derefter høj-spredning.

Til sidst tilsættes SBR-bindemidlet og blandes ved lav hastighed for at justere viskositeten, hvilket afslutter anodeopslæmningen.

Kritiske procesdetaljer:

SBR latex bør ikke blandes med CNT ledende gylle ved høj hastighed i lang tid, da dette kan forårsage demulgering. Det skal tilføjes i slutningen af ​​processen ved lav hastighed.

Tilsætningen af ​​tør-basis for konventionelle grafitanoder behøver ikke at være for høj. Overdosering kan presse bindemiddelandelen, hvilket fører til pulverafgrænsning af elektrodeark.

Siliciummaterialer i silicium-carbonanoder udviser stor ekspansion. De er afhængige af CNT'er, der forbinder hinanden for at danne et fleksibelt netværk. Derfor er tilsætningsmængden højere end for konventionelle grafitanoder under lignende forhold.

Shandong Tanfengs FB vand-baserede CNT-ledende gylle er kompatibel med vand-baserede anodesystemer og viser god kompatibilitet med CMC og SBR med minimal risiko for flokkulering. Mange silicium-carbonanodeproducenter anvender direkte denne kvalitet, hvilket reducerer deres formuleringsudviklingstid.

IV. Almindelige faldgruber ved brug af CNT-ledende gylle til katoder og anoder

At blande kvaliteter forkert, bruge den forkerte fodringssekvens og blindt øge tilsætningsmængden er de tre mest almindelige problemer ved påføring af CNT-slam på katoder og anoder. Disse kan direkte forårsage unormal gylle og batteriydelse.

Mange fabrikker, der søger enkelhed, bruger én type CNT-gylle til både katode og anode. Imidlertid har forskellige systemer forskellige dispergeringsmidler og urenhedsspecifikationer. Selvom problemer muligvis ikke opstår i starten, opstår problemer som selv-afladning og cykling uregelmæssigheder under masseproduktion. Shandong Tanfeng giver anbefalinger til valg af kvalitet baseret på kundens batterikemi for at undgå produktionstab fra uoverensstemmende kvaliteter.

V. Anbefalinger for inspektion af indgående materiale og procesforsøg

Det er afgørende at udføre verifikation af indgående materialer før produktion. Stol ikke udelukkende på solide indholdsspecifikationer. Kombiner finhed, resistivitet og kompatibilitetstest i små-forsøg for at bekræfte egnethed til dit specifikke blandeudstyr, før du skalerer op til produktion.

Ved modtagelse af den ledende CNT-opslæmningsprøve skal du først kontrollere fabrikstestrapporten og være opmærksom på faststofindhold, CNT-indhold, metalurenheder og finhed.

Udfør små-gylleforsøg, der efterligner produktionslinjeprocessen. Observer for agglomeration eller flokkulering, og test gyllens viskositet og elektrodepladeresistivitet.

Når først små-elektrokemiske test er bestået, skal du gradvist opskalere til pilotforsøg og til sidst til masseproduktion.

Følg producentens krav til opbevaring, sørg for korrekt forsegling og temperaturkontrol, og gen-omrør gyllen grundigt før brug.

Shandong Tanfeng kan levere prøveprøver til samarbejdsvillige kunder og tilbyder teknisk support. Vores team kan rådgive om fodringssekvenser, omrøringshastigheder og blandingsvarigheder skræddersyet til kundens eksisterende udstyr, hvilket hjælper med at forkorte deres formuleringsfejlfindingscyklus.

Anvendelsen af ​​CNT-ledende opslæmning i lithiumbatterikatoder og -anoder kan ikke generaliseres. Katoder bruger hovedsageligt NMP-olie-baserede systemer, der søger lave urenheder og rimeligt lave tilsætningsniveauer. Anoder bruger overvejende vand-baserede systemer, hvor silicium-carbonanoder lægger større vægt på det fleksible ledende netværk bygget af CNT'er. Det er afgørende at undgå at blande forskellige systemkvaliteter vilkårligt og nøje at kontrollere fodringssekvensen og omrøringsprocessen. At vælge den passende CNT-ledende opslæmning og kombinere den med validering i lille-skala er den eneste måde til fuldt ud at realisere fordelene ved CNT-ledningsevne. Shandong Tanfeng tilbyder en omfattende produktmatrix af dedikerede CNT-ledende opslæmninger til både katoder og anoder, sammen med procesløsninger, for at hjælpe producenter af lithiumbatterier med at opnå en stabil produktion.