قطر / طول / سطح ویژه نانولوله های کربنی چگونه بر دوغاب تأثیر می گذارد؟

در فرآیند تهیه خمیر رسانای نانولوله کربنی، بسیاری از پرسنل تحقیق و توسعه با مشکلاتی مانند ویسکوزیته غیرعادی دوغاب، پراکندگی ناهموار و نوسانات زیاد در مقاومت داخلی ورق الکترود مواجه می‌شوند. جدای از فرآیند پراکندگی و عوامل سیستم حلال، علت اصلی عمدتاً ناشی از تفاوت در خواص فیزیکی خود نانولوله‌های کربنی است. قطر، طول و سطح ویژه نانولوله‌های کربنی سه شاخص کلیدی برای انتخاب محصول هستند. تغییرات در هر پارامتر یک واکنش زنجیره ای بر پایداری پراکندگی، راندمان رسانایی و سازگاری پردازش خمیر رسانای CNT خواهد داشت. در زیر، تأثیر خاص هر پارامتر را بر اساس شرایط تولید انبوه واقعی تجزیه و تحلیل می‌کنیم.

1. قطر نانولوله کربنی دشواری پراکندگی دوغاب و مقاومت تماس رسانا را تعیین می کند.

هرچه قطر نانولوله‌های کربنی کوچک‌تر باشد، رسانایی ذاتی بهتر است، اما فعالیت سطحی بالاتر، احتمال تجمع بیشتر، دشواری پراکندگی و ویسکوزیته سیستم را افزایش می‌دهد. پراکندگی لوله‌های با قطر بزرگ‌تر آسان‌تر است، و آنها را برای فرمول‌هایی مناسب می‌سازد که فرآیند پذیری در اولویت است.

CNT های نازک تر دارای دیواره های لوله کمتر، مقاومت رسانایی الکترون کمتر و اثر رسانایی برجسته تر در همان مقدار اضافه هستند. با این حال، نیروهای واندروالس بین لوله‌های نازک‌تر قوی‌تر هستند. اگر فرآیند آسیاب و پراکندگی به درستی کنترل نشود، می‌توانند به راحتی دوباره در هم ببندند و باعث ایجاد ذرات و رسوب در دوغاب شوند. CNTهای ضخیم‌تر تمایل ضعیف‌تری به درهم‌تنیدگی دارند، و تحمل پراکندگی بالاتری را در سیستم‌های مبتنی بر NMP و آب{4} ارائه می‌دهند، با جریان‌پذیری دوغاب بهتر، مناسب برای تولید پوشش‌های بزرگ-.

2. طول نانولوله کربنی بر ساخت شبکه رسانای دوغاب و خواص رئولوژیکی تأثیر می‌گذارد.

نانولوله‌های کربنی طولانی‌تر به راحتی شبکه‌های رسانا با هم تداخل دارند و مقاومت کلی دوغاب را کاهش می‌دهند، اما ویسکوزیته دوغاب را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهند. نانولوله‌های کربنی کوتاه‌تر، جریان‌پذیری بهتری دارند، مناسب برای فرآیندهای پوشش نازک، اما قابلیت رسانایی برد بلند آنها ضعیف‌تر است.

نانولوله‌های کربنی طولانی برای ساختن مسیرهای رسانا با برد بلند در بین ذرات به ساختار-طول یک بعدی خود متکی هستند. مقدار کمی اضافه می تواند به مقاومت داخلی پایین دست یابد و در هزینه های فرمولاسیون صرفه جویی کند. با این حال، لوله های بیش از حد طولانی در هم تنیده شده و ساختار شبکه ای را تشکیل می دهند، حلال را قفل می کنند و باعث افزایش قابل توجه ویسکوزیته دوغاب می شوند، که می تواند منجر به مشکلات پردازش مانند کشش و تراز ضعیف پوشش شود. نانولوله های کربنی کوتاه به راحتی با یکدیگر درگیر نمی شوند که منجر به رئولوژی دوغاب پایدار می شود. آنها اغلب در ترکیب با لوله های بلند و کربن سیاه در سیستم های رسانای هیبریدی برای پر کردن شکاف های شبکه رسانا استفاده می شوند.

شاندونگ تانفنگ می‌تواند مواد خام CNT را با مشخصات طولی مختلف سفارشی کند، در حالی که خمیر رسانای نهایی CNT را برای بهینه‌سازی رئولوژی دوغاب و در عین حال اطمینان از رسانایی، تطبیق با خطوط تولید پوشش‌دهی با سرعت بالا و حل مشکل{1}}خارج بودن-ویسکوزیته کنترل‌شده در طول فرمول‌بندی، فرموله می‌کند.

3. سطح ویژه نانولوله کربنی بر جذب روغن دوغاب، دوز پخش کننده و چسبندگی سطحی تأثیر می گذارد.

هر چه سطح ویژه نانولوله‌های کربنی بیشتر باشد، توانایی آن‌ها در جذب حلال و بایندر قوی‌تر می‌شود و برای تهیه دوغاب به مقادیر بیشتری از مواد پخش‌کننده و چسبنده نیاز دارد. اگر نسبت نامتعادل باشد، به راحتی می تواند باعث لخته شدن دوغاب شود.

CNTهای{0}}سطح{1}خاص-بالا، مکان‌های فعال و نقاط تماس بیشتری با مواد فعال کاتد و آند دارند که به طور موثر مقاومت تماس سطحی را کاهش می‌دهند و عمر چرخه باتری را بهبود می‌بخشند. با این حال، ظرفیت جذب قوی لوله‌های-سطح- با سطح بالا، مقادیر زیادی PVDF، CMC و سایر چسب‌ها را در سیستم مصرف می‌کند. هنگامی که بایندر کافی نیست، پایداری دوغاب کاهش می یابد و منجر به لایه بندی و رسوب می شود. نانولوله‌های کربنی{10}}سطحی{9}}کم{10}} جذب کمتری دارند، تحمل فرمولاسیون بالاتری دارند، چسب کمتری مصرف می‌کنند و پردازش آنها آسان‌تر است.

4. تطبیق سینرژیک سه پارامتر: پیشنهادهای عملی برای انتخاب فرمولاسیون دوغاب

قطر، طول و سطح ویژه نانولوله‌های کربنی یکدیگر را محدود می‌کنند. نمی توان نتیجه نهایی را در یک پارامتر واحد دنبال کرد. آنها باید به طور هم افزایی بر اساس سیستم حلال، محتوای جامد و فرآیند پوشش مطابقت داشته باشند.

انتخاب تنها نانولوله‌های کربنی نازک، طولانی،{0}}سطح{1}}منطقه خاص-به راحتی می‌تواند منجر به دوغاب بسیار غلیظ و خرابی پراکندگی شود. انتخاب تنها لوله‌های ضخیم، کوتاه،-سطح-کم، منجر به دوز افزودنی رسانا بالا، اشغال نسبت مواد فعال و کاهش چگالی انرژی محصول می‌شود.

برای دوغاب‌های کاتد باتری‌های برق معمولی، CNT‌های با قطر متوسط، طول متوسط ​​و سطح ویژه متعادل را در اولویت قرار دهید. برای سیستم‌های شارژ سریع-سریع-، می‌توان از CNT‌های نازک-قطر نازک استفاده کرد. برای دوغاب‌های آند مبتنی بر آب، CNT‌های اصلاح‌شده با سطح ویژه متوسط ​​برای کاهش خطر تجمع بیشتر توصیه می‌شوند.

شرکت فناوری مواد جدید شاندونگ تانفنگ، با مسئولیت محدود.

قطر نانولوله های کربنی هدایت دوغاب و دشواری پراکندگی را کنترل می کند. طول، تداوم شبکه رسانا و ویسکوزیته دوغاب را تعیین می کند. سطح ویژه بر مصرف بایندر، پایداری دوغاب و اثر رسانای سطحی تأثیر می گذارد. این سه پارامتر با یکدیگر تعامل دارند و اساس مرجع اصلی برای طراحی فرمول خمیر رسانای CNT هستند. بر اساس مزیت های جدید صنعت مواد شاندونگ، شاندونگ تانفنگ، به عنوان یک تولید کننده حرفه ای نانولوله های کربنی و خمیر رسانا، قابلیت تولید انبوه{4}مشخصات چندگانه نانولوله های کربنی را دارد. آنها می‌توانند پارامترهای CNT مناسب را بر اساس ویسکوزیته دوغاب هدف، محتوای جامد و شاخص‌های رسانایی مشتری توصیه کنند، و پشتیبانی فنی اشکال‌زدایی دوغاب، کاهش چرخه آزمایش و-فرمول‌سازی را ارائه دهند.

سوالات متداول

س: آیا سطح ویژه بالاتر نانولوله های کربنی همیشه به معنای اثر رسانایی بهتر دوغاب است؟

پاسخ: نه لزوما. CNTهای-سطح- سطح بالا مستعد تجمع هستند. اگر پراکندگی شکست بخورد، عملکرد رسانا در واقع کاهش می یابد. فرآیند پراکندگی و نسبت فرمولاسیون به همان اندازه مهم هستند.

س: چگونه باید پارامترهای CNT برای خمیر رسانای نانولوله کربنی با ویسکوزیته کم- انتخاب شود؟

A: CNT های قطر ضخیم، طول کوتاه و سطح ویژه متوسط ​​را در اولویت قرار دهید. از طرف دیگر، می‌توانید مستقیماً خمیر رسانا نهایی پراکنده شاندونگ تانفنگ{1}}را خریداری کنید.