خمیر رسانای نانولوله کربنی را می توان قبل از ته نشین شدن چه مدت نگهداری کرد؟ پایداری چگونه تست می شود؟

در طبقه تولید باتری لیتیومی، بسیاری از مهندسان با دوغاب رسانای نانولوله کربنی مواجه شده اند که پس از ذخیره سازی در پایین بشکه نشسته است. بسیاری مستقیماً دوغاب را بی اثر می دانند. با این حال، وقوع ته نشینی توسط عوامل متعددی محدود می شود: محیط ذخیره سازی، فرمولاسیون دوغاب، و فرآیند پراکندگی. درک چرخه ته نشینی و روش های تست پایداری به کارخانه های باتری کمک می کند تا کیفیت مواد ورودی را کنترل کنند و خطرات تولید مانند هدایت ضعیف الکترود و مشکلات عمر چرخه را کاهش دهند. شاندونگ تانفنگ، که عمیقاً در تحقیق و توسعه و تولید دوغاب های رسانای CNT شرکت دارد، تکرارهای قابل توجهی در فرمولاسیون و فرآیندها برای رسیدگی به مشکلات ته نشینی ذخیره سازی انجام داده است و به شرکت های باتری لیتیومی محصولات دوغاب قابل تنظیم با پایداری قابل کنترل را ارائه می دهد.

I. معمولاً دوغاب رسانای نانولوله کربنی چقدر طول می کشد تا ته نشین شود؟

دوغاب رسانای نانولوله کربنی واجد شرایط لزوماً در یک نقطه زمانی ثابت ته نشین نمی شود. دوغاب‌های تجاری معمولی مبتنی بر NMP- تحت شرایط-درجه حرارت و نور اتاق-در بسته، ممکن است در عرض 2-3 ماه کمی ته نشین شوند. نسخه‌های بهینه‌شده با عملکرد بالا می‌توانند تنها با طبقه‌بندی جزئی برای 4 تا 6 ماه پایدار بمانند. دماهای بالا، چرخه های انجماد و ذوب، و باز کردن ظرف به طور قابل توجهی دوره پایدار را کوتاه می کند.

CNT ها نسبت تصویر بالایی دارند. در شرایط استاتیک درازمدت، نانوذرات به دلیل گرانش مستعد ته نشین شدن هستند. ته نشینی به دو دسته ته نشینی نرم (قابل بازیابی با هم زدن مجدد) و رسوب سخت (آگلومره شده، غیرقابل پراکندگی مجدد) طبقه بندی می شود که تأثیرات کاملاً متفاوتی بر تولید دارند. دمای ذخیره سازی یک متغیر مهم است. افزایش دما ویسکوزیته حلال را کاهش می دهد، حرکت ذرات را تشدید می کند و ته نشینی را تسریع می کند. چرخه‌های ذوب-در دمای پایین انجماد-می‌تواند به لایه جذبی پراکنده آسیب برساند و مستقیماً منجر به رسوب سخت غیرقابل برگشت شود.

مطالعه موردی کارخانه:یک کارخانه باتری قدرت در شاندونگ دوغاب رسانای CNT معمولی را خریداری کرد. انبار در تابستان فاقد کنترل دما بود و دما به طور مداوم 42-48 درجه بود. پس از 40 روز نگهداری، رسوبات غلیظی در کف بشکه ها ظاهر شد. پس از هم زدن مجدد، ذرات باقی ماندند که باعث شد دسته کوچکی از ورق های الکترود به دلیل لکه های سیاه از بین بروند. متعاقباً، آنها به دوغاب سری FB شاندونگ تانفنگ روی آوردند. در همان شرایط انبار، تنها یک لایه مایع شفاف کمی بعد از 90 روز روی آن ظاهر شد و دوغاب پس از 30 دقیقه هم زدن دوباره یکنواخت شد، بدون رسوب سخت.

II. چه عواملی باعث تسریع ته نشین شدن دوغاب رسانای نانولوله کربنی می شود؟

کیفیت پراکندگی خود دوغاب، دما و رطوبت ذخیره سازی، یکپارچگی مهر و موم بسته بندی و ارتعاش حمل و نقل چهار عامل اصلی تسریع در ته نشین شدن دوغاب رسانای CNT هستند. در این میان، ته نشین شدن ناشی از عیوب فرآیند پراکندگی یک مسئله کیفیت محصول است.

سطح پراکندگی و فرمولاسیون:اگر CNT ها به اندازه کافی از هم گسسته نشده باشند و دارای آگلومراهای بزرگ زیادی باشند، این سنگدانه های بزرگتر وزن خود{0}} بیشتری دارند و سرعت ته نشینی به طور تصاعدی افزایش می یابد. اگر نوع پراکنده ضعیف باشد، لایه جذب محافظ روی سطح CNT کنده می شود، ذرات دوباره تجمع می یابند و به سرعت رسوبات سختی را تشکیل می دهند. شاندونگ تانفنگ درجه گسستگی CNT را در حین تولید کنترل می‌کند، نسبت آگلومره‌های بزرگ را به شدت محدود می‌کند و از طریق اشکال‌زدایی، پراکنده‌کننده را با سیستم حلال مطابقت می‌دهد و خطر ته‌نشینی از منبع را کاهش می‌دهد.

نوسانات دمای ذخیره سازی:دمای بیش از 35 درجه باعث کاهش ویسکوزیته حلال و تضعیف اثرات تثبیت فضایی می شود. دمای کمتر از 5 درجه می‌تواند باعث ایجاد چرخه‌های یخ{3}}ذوب شود و مستقیماً سیستم پراکندگی را مختل کند. دوغاب‌های مبتنی بر آب-و NMP{6}}باید از تغییر محیط‌های گرم و سرد اجتناب کنند.

بسته بندی و آب بندی:درب های درام که به خوبی مهر و موم شده اند به حلال NMP اجازه می دهد تا تبخیر شود، به طور موضعی محتوای جامد را به شدت افزایش می دهد، که به راحتی می تواند باعث تجمع و ته نشین شدن موضعی شود. دوغاب‌های{1}}آب که در معرض هوا هستند نیز ممکن است رطوبت را جذب کرده و توسط ناخالصی‌ها آلوده شوند.

شرایط حمل و نقل:ارتعاشات شدید در حین حمل و نقل در مسافت‌های طولانی می‌تواند شبکه ضعیف ژل داخل دوغاب را مختل کند. پس از ورود، دوغاب ممکن است لایه بندی شده و با سرعت بیشتری ته نشین شود. توصیه می شود بلافاصله پس از ورود درام ها را باز نکنید. اجازه دهید قبل از هم زدن و استفاده مجدد به مدت 24 ساعت بمانند.

III. روش های رایج تست پایداری برای دوغاب رسانای نانولوله کربنی چیست؟

صنعت روش‌ها را به-مشاهده استاتیک طولانی‌مدت و آزمایش‌های شبیه‌سازی تسریع شده دسته‌بندی می‌کند. برای پذیرش مواد دریافتی، مشاهده استاتیک به علاوه غربالگری شتاب گریز از مرکز ترجیح داده می شود. برای ارزیابی عمیق آزمایشگاهی، از طیف‌سنجی UV{4} و آزمایش‌های رئولوژیکی استفاده می‌شود. ترکیب چندین روش برای ارزیابی کامل پایداری ذخیره سازی دوغاب ضروری است. بازرسی بصری به تنهایی کافی نیست.

استانداردهای مرجع اصلی صنعت عبارتند از GB/T 33818-2017 «دوغاب رسانای نانولوله کربنی» و ISO/TS 19808:2020 «Nanotechnologies - روش‌های آزمایش برای تعلیق نانوذرات - مشخصات». شاندونگ تانفنگ برای هر دسته از دوغاب رسانای CNT قبل از انتشار یک آزمایش پیری تسریع شده 7 روزه در دمای 60 درجه انجام می دهد. فقط دسته هایی که استانداردهای طبقه بندی و ته نشینی را برآورده می کنند حمل می شوند که کیفیت پایدار را در طول دوره ذخیره سازی مشتری تضمین می کند.

IV. اگر ته نشینی رخ دهد، آیا می توان از دوغاب رسانای نانولوله کربنی همچنان در اختلاط استفاده کرد؟

اگر ته نشینی ملایم کمی داشته باشد، پس از هم زدن مجدد{0} کامل، عملکرد عموماً تحت تأثیر قرار نمی گیرد و می توان از آن به طور معمول استفاده کرد. اگر رسوب سخت و غیر قابل هم زدن وجود داشته باشد، این نشان می دهد که سیستم پراکندگی به خطر افتاده است و دوغاب نباید مستقیماً در مخازن اختلاط استفاده شود، زیرا به راحتی می تواند باعث نقص الکترود شود.

اشتباهات رایج در بسیاری از کارخانجات عبارتند از: از بین بردن یک بشکه کامل به محض مشاهده لایه‌بندی خفیف، منجر به ضایعات مواد، یا استفاده از دوغاب با رسوب سخت در پایین، که باعث مشکلات کیفی پنهان مانند سوراخ‌های الکترود، شبکه‌های رسانای ضعیف، و پوسیدگی سریع چرخه باتری می‌شود.

مراحل قضاوت عملی:

پس از باز کردن درام، مشاهده کنید. اگر فقط یک لایه نازک از مایع شفاف در بالا وجود داشته باشد، و رسوب در پایین نرم باشد، دوغاب پس از 20 تا 30 دقیقه هم زدن بدون توده های دانه ای از نظر بصری یکنواخت می شود - این حالت ته نشینی نرم است و می توان از آن استفاده کرد.

اگر توده های سختی در ته ایجاد شده باشد و ذرات حتی پس از هم زدن طولانی مدت باقی بمانند، رسوب سخت است. سیستم به خطر افتاده است و برای استفاده توصیه نمی شود.

اگر در مورد وضعیت نامطمئن هستید، نمونه برداری کنید تا مقاومت و ظرافت را آزمایش کنید. نتایج را با گزارش حمل و نقل کارخانه مقایسه کنید. اگر انحراف قابل توجه است، دسته را مستقیماً دور بریزید.

در راهنمای فنی شاندونگ تانفنگ به مشتریان، به وضوح توصیه می‌شود که قبل از نمونه‌برداری برای استفاده، کل بشکه را کاملاً-هم بزنید. حتی اگر در حین ذخیره سازی ته نشینی ملایمی ایجاد شود، دوغاب همچنان می تواند پس از همزدن مجدد مناسب، به اثر رسانایی طراحی شده خود دست یابد و به مشتریان در مدیریت کارآمد استفاده از مواد کمک کند.

V. چگونه کارخانه ها می توانند ته نشین شدن دوغاب رسانای نانولوله کربنی را کاهش دهند؟

کنترل دمای ذخیره سازی، اطمینان از آب بندی مناسب،-هم زدن مجدد در هنگام ورود، و پیروی از اصل-اولین در-اول-خروجی (FIFO) می تواند به طور موثری ته نشین شدن دوغاب رسانای CNT را کند کرده و ضایعات غیرعادی را کاهش دهد.

دمای انبار را بین 10-30 درجه حفظ کنید، از تابش مستقیم نور خورشید دوری کنید، از منابع گرما دور نگه دارید، انبار را در تابستان خنک کنید و از انباشتن در مناطق با دمای بالا خودداری کنید.

درپوش های درام را در تمام مدت ذخیره سازی محکم بسته نگه دارید تا تبخیر حلال و تماس با هوا به حداقل برسد.

اجازه دهید کالا به مدت 24 ساعت پس از ورود بماند. قبل از استفاده کل درام را هم بزنید. لایه بالایی را مستقیما استخراج نکنید.

یک سیستم FIFO (First-In, First-Out) را اجرا کنید و هدف خود را برای مصرف محصول در مدت زمان ماندگاری توصیه شده آن داشته باشید.

یک نمونه از مواد دریافتی را نگه دارید و در صورت بروز مشکلات بعداً یک آزمایش ته نشینی استاتیک موازی برای قابلیت ردیابی انجام دهید.

ته نشین شدن دوغاب رسانای نانولوله کربنی یک اتفاق اجتناب ناپذیر در یک زمان ثابت نیست. دمای ذخیره سازی و کیفیت پراکندگی ذاتی دوغاب عوامل تعیین کننده هستند. ته نشینی نرم یک پدیده فیزیکی است و دوغاب را می توان پس از هم زدن مجدد استفاده کرد. رسوب سخت نشان دهنده خرابی دوغاب است. تست پایداری نباید تنها بر مشاهده بصری متکی باشد، بلکه باید روش هایی مانند مشاهده استاتیک و شتاب گریز از مرکز را برای ارزیابی جامع ترکیب کند. انتخاب دوغاب رسانای CNT که قبلاً تأیید قدیمی را در مرحله تولید گذرانده باشد، می تواند خطرات ته نشینی را در حین ذخیره سازی انبار برای مشتری به میزان قابل توجهی کاهش دهد. شاندونگ تانفنگ می تواند گریدهای دوغاب مناسب و خدمات فنی پشتیبانی را متناسب با شرایط ذخیره سازی خاص انبار مشتری ارائه دهد.