کاربرد خمیر رسانای نانولوله کربنی چیست؟ - وبلاگ

خمیر رسانای نانولوله کربنی عمدتاً برای افزودنی‌های رسانای باتری لیتیومی (بزرگ‌ترین بازار آن، که در آن تنها 0.5%-1.5% از مواد کاتد برای ساختن یک شبکه رسانا کارآمد مورد نیاز است)، پوشش‌های محافظ الکترومغناطیسی (اثر حفاظتی 30 دسی‌بل به دست آمده با افزودن 1 درصد)، خطوط رسانای سوختی 1%، پلاستیک‌های رسانا/بسته‌بندی استفاده می‌شود. ابرخازن ها (بهبود چگالی توان)، و الکترونیک انعطاف پذیر (مدارهای رسانای قابل خم شدن). مزایای افزودنی های رسانای نانولوله کربنی قابل توجه است: مقدار مورد نیاز برای دستیابی به اثر رسانایی یکسان تنها 1/6 تا 1/2 عوامل رسانای سنتی است، در حالی که قابلیت سرعت و عمر چرخه را نیز بهبود می بخشد. Shandong Tanfeng New Material مجموعه کاملی از پودر نانولوله کربنی و خمیر رسانا را با خلوص بالا و دسته های پایدار ارائه می دهد و اکنون بازار انرژی جدید را به صورت عمده عرضه می کند.

What Are the Uses of Carbon Nanotube Conductive Paste?

1. افزودنی رسانای باتری لیتیوم: بزرگترین بازار کاربرد

نتیجه گیری:خمیر رسانای نانولوله کربنی بیشترین نسبت کاربرد خود را در زمینه باتری لیتیومی دارد. فقط 0.5%-1.5% اضافه برای ساختن یک شبکه رسانای سه بعدی کارآمد مورد نیاز است که به طور قابل توجهی قابلیت نرخ باتری و عمر چرخه را بهبود می بخشد.

مهمترین و بالغ ترین استفاده از خمیر رسانای نانولوله کربنی به عنوان یک افزودنی رسانای باتری لیتیومی است. برخلاف کربن سیاه رسانای دانه‌ای سنتی (Super-P)، نانولوله‌های کربنی نسبت تصویر فوق-بالایی دارند (تا 1000:1 یا بالاتر)، که به آنها اجازه می‌دهد بین مواد فعال الکترود مثبت و منفی "پل" کنند و یک شبکه رسانای برد بلند را تشکیل دهند.

مزایای اصلی:

بعد مقایسه	افزودنی رسانا سنتی کربن سیاه	افزودنی رسانای نانولوله کربنی
مبلغ اضافه	3%-5%	0.5%-1.5%
راندمان هدایت	تماس نقطه ای، شبکه ناپیوسته	تماس خطی، شبکه سه بعدی-
مقاومت داخلی باتری	نسبتا بالا	به طور قابل توجهی کاهش یافته است
قابلیت امتیاز دهی	میانگین	بسیار بهبود یافته است
چگالی انرژی	محدود به مقدار افزودنی رسانا	می تواند نسبت مواد فعال را افزایش دهد

برای دستیابی به همان اثر رسانا، مقدار نانولوله های کربنی مورد نیاز تنها 1/6 تا 1/2 از عوامل رسانای سنتی است.

عملکرد در سیستم های باتری خاص:

نوع باتری	اثر
باتری لیتیوم آهن فسفات (LFP).	مقاومت داخلی باتری را به طور قابل توجهی کاهش می دهد، قابلیت سرعت و عمر چرخه را بهبود می بخشد
باتری سه تایی (NCM).	عملکرد پردازش الکترود کاتد را بهبود می بخشد، از شکستن پرس رول و ریزش پودر جلوگیری می کند
باتری لیتیوم کبالت اکسید (LCO).	می تواند چگالی فشرده کاتد را به 4.15 گرم در سانتی متر-3 افزایش دهد و چگالی انرژی را بهبود بخشد.

GGII پیش‌بینی می‌کند که تا سال 2030، محموله‌های پودر افزودنی رسانای نانولوله‌های کربنی چین به 41000 تن می‌رسد که مطابق با اندازه بازار خمیر 680000 تنی (محاسبه‌شده با 6 درصد محتوای جامد)، با نرخ رشد سالانه ترکیبی (CAGR) به سمت 26.7 درصد به سمت فناوری‌های سریع 2024 تا 2024. 4C/6C و سیستم‌های جدید مانند باتری‌های نیمه{12}}جامد/تمام{13}}حالت جامد{14}}به افزایش تقاضا برای خمیر رسانای نانولوله‌های کربنی ادامه خواهند داد.

2. پوشش های محافظ الکترومغناطیسی: محافظت از دستگاه های الکترونیکی از "تداخل"

نتیجه گیری:پوشش‌های محافظ الکترومغناطیسی با افزودن نانولوله‌های کربنی 1 درصد می‌توانند اثر محافظتی بیش از 30 دسی‌بل را در محدوده فرکانسی وسیع به دست آورند، در حالی که الزامات جامع برای چسبندگی، سختی و مقاومت در برابر پاشش نمک را برآورده می‌کنند.

از آنجایی که دستگاه های الکترونیکی به طور فزاینده ای متراکم می شوند، تداخل الکترومغناطیسی به یک مشکل بزرگ تبدیل شده است - صدای "وزوز" تلفن شما هنگامی که نزدیک بلندگو قرار می گیرد، جلوه ای از تداخل الکترومغناطیسی است. خمیر رسانای نانولوله کربنی می‌تواند به عنوان یک پرکننده رسانا برای پوشش‌های محافظ الکترومغناطیسی عمل کند که در داخل محفظه دستگاه اعمال می‌شود تا امواج الکترومغناطیسی را مسدود کند.

داده های عملکرد:

یک مطالعه در سال 2020 نشان داد که یک پوشش رزین اپوکسی حاوی 1 درصد وزنی نانولوله‌های کربنی و 35 درصد نقره{3}} پودر مس پوشش‌داده‌شده به اثربخشی محافظ کلی بیش از 30 دسی‌بل در محدوده فرکانس 14 کیلوهرتز تا 1.5 گیگاهرتز دست یافت، در حالی که:

مورد نیاز	عملکرد
چسبندگی	درجه 1
سختی مداد	4H
مقاومت در برابر اسپری نمک	بدون تاول، بدون لایه برداری، بدون ترک بعد از 500 ساعت

این به چه معناست؟اثر حفاظتی 30 دسی بل مربوط به مسدود کردن 99.9٪ از انرژی موج الکترومغناطیسی - کافی برای برآورده کردن الزامات سازگاری الکترومغناطیسی اکثر دستگاه های الکترونیکی است.

علاوه بر این، فناوری ثبت اختراعی وجود دارد که نانولوله‌های کربنی تک جداره{{0}را با پلی آنیلین رسانا برای تهیه پوشش‌های محافظ الکترومغناطیسی مبتنی بر آب- با هزینه‌های تولید پایین‌تر و سازگاری با محیط زیست بیشتر ترکیب می‌کند.

3. پلاستیک رسانا/مستربچ: ساختن پلاستیک "رسانا"

نتیجه گیری:خمیر رسانای نانولوله کربنی را می توان از قبل- پراکنده کرد و به مستربچ های رسانا تبدیل کرد، که سپس به پلاستیک ها اضافه می شود تا بسته بندی ضد{1}}استاتیک، خطوط سوخت خودرو، محفظه محصولات الکترونیکی و موارد دیگر تولید شود.

پلاستیک ها به طور طبیعی عایق هستند، اما در بسیاری از سناریوها باید رسانا باشند - به عنوان مثال، محفظه تجهیزات معدن نیاز به خواص ضد-استاتیکی دارند، و خطوط سوخت خودروها باید ضد-استاتیک باشند تا از جرقه زدن سوخت جلوگیری شود.

خمیر رسانای نانولوله کربنی را می توان ابتدا با یک ماتریس پلاستیکی (مانند PA6، PA12، PP، و غیره) ترکیب کرد تا یک مستربچ رسانا تولید کند که سپس با تزریق به محصولات نهایی قالب گیری می شود. این فرم "مستربچ" استفاده از - را برای مشتریان پایین‌دستی راحت‌تر می‌کند. آنها به سادگی آن را متناسب با مواد خام خود اضافه می کنند.

محصولات اصلی شاندونگ تانفنگ شامل مستربچ های رسانای نانولوله کربنی است که به طور گسترده در زمینه پلاستیک های رسانا استفاده می شود. مزیت اصلی آنها این است که تنها 2-3% نانولوله کربنی برای ایجاد سطح ضد الکتریسیته ساکن (106-109Ω/sq) رسانایی لازم است.

4. ابرخازن ها و دستگاه های ذخیره انرژی: بهبود چگالی توان

نتیجه گیری:خمیر رسانای نانولوله کربنی را می توان به عنوان ماده الکترود یا افزودنی رسانا برای ابرخازن ها استفاده کرد و از سطح ویژه بالای آن و مزایای شبکه رسانای یک بعدی- برای بهبود قابل توجه چگالی توان استفاده کرد.

ابرخازن‌ها دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی هستند که بین باتری‌ها و خازن‌های سنتی قرار می‌گیرند که با چگالی توان بسیار بالا (شارژ/دشارژ بسیار سریع) و عمر چرخه بسیار طولانی (صدها هزار سیکل) مشخص می‌شوند. افزودن نانولوله های کربنی می تواند:

به عنوان یک افزودنی رسانا عمل می کند و مقاومت داخلی الکترود را کاهش می دهد.

به عنوان یک ماده اسکلت عمل کنید و یک ساختار متخلخل سه بعدی- بسازید.

برای بهبود ظرفیت خازنی خاص، با کربن فعال، گرافن و غیره ترکیب شود.

خمیر کامپوزیت گرافن/نانولوله کربنی با رسانایی بالا-به صراحت در زمینه ابرخازن استفاده شده است.

5. الکترونیک انعطاف پذیر و فیلم های رسانا شفاف: "جوهر الکترونیکی" قابل خم شدن

نتیجه گیری:خمیر رسانای نانولوله کربنی را می توان برای تهیه فیلم های رسانای شفاف انعطاف پذیر برای استفاده در دستگاه های الکترونیکی قابل خم شدن مانند صفحه نمایش لمسی و حسگرهای انعطاف پذیر پوشش داد.

فیلم‌های رسانای شفاف سنتی از مواد اکسید قلع ایندیم (ITO) استفاده می‌کنند که این عیب این است که شکننده است - هنگام خم شدن ترک می‌خورد. خمیر رسانای نانولوله کربنی را می توان روی بسترهای انعطاف پذیر مانند PET پوشاند تا فیلم های رسانای شفاف قابل خم شدن را تشکیل دهد.

خمیر کامپوزیت گرافن/نانولوله کربنی با رسانایی بالا{0} شاندونگ تانفنگ دارای رسانایی پوششی 400-600 S/cm است، در حالی که از انعطاف مکانیکی خوبی نیز برخوردار است و آن را برای سنسورهای انعطاف پذیر، نمایشگرهای انعطاف پذیر و موارد دیگر مناسب می کند.

خمیر رسانا مبتنی بر-آب نانولوله کربنی در مقیاس نانو با کیفیت بالا- همچنین می‌تواند برای موارد زیر استفاده شود:

حسگرها:استفاده از اثر پیزومقاومتی نانولوله‌های کربنی برای تهیه سنسورهای فشار پوشیدنی

کامپوزیت های نانولوله ای:انتقال عملکرد رسانایی به مواد کامپوزیتی از طریق پر کردن یا پوشش.

6. ماده جدید شاندونگ تانفنگ: «نیروی منبع» خمیر رسانای نانولوله کربنی

شرکت فناوری مواد جدید شاندونگ تانفنگ، آموزشی ویبولیتین می‌تواند پودر نانولوله‌های کربنی و محصولات خمیر رسانا را با خلوص بیشتر یا برابر با 98 درصد و دسته‌های پایدار عرضه کند و به عنوان تامین‌کننده اصلی بالادستی در زنجیره صنعت خمیر رسانا عمل کند.

بالادست صنعت خمیر رسانای نانولوله کربنی، پودر نانولوله کربنی با کیفیت-بالا است. Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. دقیقاً "قدرت منبع" این زنجیره صنعت است.

تصویری از مزایای اصلی:

بعد مزیت	استحکام مواد جدید تانفنگ
ماتریس محصول	پودر نانولوله کربنی چند-تک جداره/تک جداره-دو جداره-پودر، مواد آند سیلیکون-کربن، خمیر رسانا
خلوص محصول	بیشتر یا مساوی 98٪، قوام دسته ای خوب
فرآیندهای آماده سازی	روش CVD، روش تخلیه قوس، روش لیزر فرسایش. چند{0}}کنترل فرآیند
ظرفیت تامین	200 تن در ماه؛ فاز اول پروژه تولید در حال حاضر تکمیل شده است
طرح بندی برنامه	هفت جهت اصلی: وسایل نقلیه جدید انرژی، مواد پلیمری پیشرفته، هوا فضا، حمل و نقل ریلی، نیروی باد، ذخیره انرژی هیدروژن

محصولات این شرکت در نمایشگاه های بین المللی مانند چیناپلاس به نمایش گذاشته شده است. این می‌تواند هم محصولات خمیر رسانای مبتنی بر NMP{1}}و هم بر پایه آب{2}} را ارائه دهد که دارای سیالیت خوب، پراکندگی پایدار و سهولت استفاده برای مشتریان است.

خلاصه: مروری سریع بر پنج کاربرد عمده خمیر رسانای نانولوله کربنی

حوزه کاربردی	عملکرد اصلی	مقدار اضافی معمولی	اثر کلیدی
افزودنی رسانای باتری لیتیومی	شبکه رسانای سه بعدی-می سازد	0.5%-1.5%	کاهش مقاومت داخلی، بهبود قابلیت نرخ
پوشش محافظ الکترومغناطیسی	امواج الکترومغناطیسی را جذب/بازتاب می کند	1%-5%	اثر حفاظتی 30 دسی بل
پلاستیک رسانا/مستربچ	خواص ضد{0}}استاتیکی به پلاستیک ها می دهد	2%-5%	الزامات ESD را برآورده می کند
ابرخازن	مقاومت داخلی را کاهش می دهد، چگالی توان را بهبود می بخشد	1%-5%	افزایش چگالی توان
دستگاه الکترونیکی انعطاف پذیر	لایه رسانای شفاف قابل خم شدن	کاربرد پوشش	رسانایی 400-600 S/cm

خلاصه یک جمله-:ارزش اصلی خمیر رسانای نانولوله کربنی دستیابی به یک جهش عملکرد فوق العاده با حداقل افزودن - چه در باتری ها، پوشش ها یا پلاستیک ها است. ماده جدید شاندونگ تانفنگ، با ظرفیت تولید 200 تن در ماه و خلوص بیشتر یا مساوی 98 درصد، مواد خام نانولوله کربنی با کیفیت بالا را برای این پنج سناریو کاربردی عمده تامین می‌کند.