Kapitel 1: Leitfähige Paste auf Wasserbasis-: Eine neue Richtung für CNT-Anwendungen
Wenn die meisten Menschen in der Lithiumbatterieindustrie an leitfähige CNT-Paste denken, fällt ihnen als Erstes die ölbasierte Paste mit einem NMP-System ein. Angesichts des zunehmenden Umweltdrucks und der steigenden Anforderungen an die Kostenkontrolle rückt die wasserbasierte leitfähige CNT-Paste jedoch zunehmend in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit der Industrie.
Leitpaste auf Wasser--Basis ist, wie der Name schon sagt, ein flüssiges Produkt, das Wasser als Dispersionsmedium und CNTs als leitfähige Phase verwendet. Der größte Unterschied zu herkömmlicher Paste auf Öl--Basis besteht darin, dass das Lösungsmittel von NMP auf Wasser umgestellt wurde. Diese Änderung bringt nicht nur eine Änderung der Kostenstruktur mit sich, sondern auch eine vollständige Neugestaltung der Prozesslogik.
„Wasser{0}}basierte CNT-Aufschlämmung ist ein Verbundmaterial mit CNTs als Hauptbestandteil. Es verfügt über ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit, mechanische Eigenschaften und thermische Eigenschaften und wird in vielen Bereichen häufig verwendet, beispielsweise als leitfähige Additive für Lithiumbatterien, leitfähige Beschichtungen, Korrosionsschutzbeschichtungen, Wärmeableitungsbeschichtungen, Verbundmaterialverstärkung und Sensoren.“ Lassen Sie uns heute über diesen „grünen Kandidaten“ sprechen -, welche Vorteile, Schwierigkeiten, Verwendungsmethoden und wer wasserbasierte CNT-Leitpaste herstellt-.
Kapitel 2: Warum sollten Sie sich für wasserbasierte-basierte Produkte entscheiden? Drei Hauptvorteile
2.1 Umweltfreundlich und ungiftig, im Einklang mit den Trends der umweltfreundlichen Fertigung
NMP (N-methylpyrrolidon) ist zwar ein ausgezeichnetes Lösungsmittel, weist jedoch Reproduktionstoxizität auf und wird in der EU-REACH-Verordnung als besonders besorgniserregender Stoff aufgeführt. Mit der Umsetzung neuer Vorschriften wie der EU-Batterieverordnung unterliegen NMP-haltige Batteriematerialien beim Export einer strengeren behördlichen Kontrolle.
Eine leitfähige CNT-Paste auf Wasser-basis verwendet Wasser als Lösungsmittel und löst damit grundlegend dieses Problem. Wie das neueste Patent von Double Deer Battery zeigt, verzichtet die wasserbasierte, leitfähige, superhydrophobe Verbundbeschichtung auf organische Lösungsmittel und erzielt damit einen Durchbruch im Gleichgewicht zwischen Kosten, Umweltschutz und Leistung.
2.2 Erheblicher Kostenvorteil
Der Preis für NMP schwankt erheblich, während die Kosten für Wasser nahezu vernachlässigbar sind. Obwohl wasserbasierte Pasten die Zugabe von mehr Dispergiermittel erfordern, um die Stabilität aufrechtzuerhalten, sind die Gesamtkosten immer noch deutlich niedriger als bei ölbasierten Systemen.
„Die Zugabe wasserbasierter CNT-Paste als leitfähiger Zusatz zu wasserbasierten Kathodenschlämmen kann die Kosten erheblich senken, die persönliche Sicherheit verbessern und die Umweltsicherheit verbessern.“
2.3 Anpassungsfähigkeit an Hochgeschwindigkeitsbeschichtungsprozesse
Nach der Optimierung weist die Paste auf Wasserbasis-ausgezeichnete rheologische Eigenschaften auf und unterstützt Hochgeschwindigkeitsbeschichtungsprozesse. „Die auf Wasser-basierte leitfähige Paste von Shandong Tanfeng New Material verwendet hoch-reine einwandige-CNTs als leitfähige Phase und Wasser als Dispersionsmedium. Sie weist eine gute Dispersionsstabilität und Umweltschutzeigenschaften auf und wird häufig in Lithiumbatterie-Elektrodenbeschichtungen, transparenten leitfähigen Filmen, antistatischen Beschichtungen und anderen Bereichen eingesetzt und unterstützt Hochgeschwindigkeitsbeschichtungsprozesse.“
Kapitel 3: Die größte Herausforderung wasserbasierter Systeme-: CNTs haben „Angst vor Wasser“
Alles hat zwei Seiten. Obwohl wasserbasierte Systeme umweltfreundlich und kostengünstig sind, stehen sie vor einem grundlegenden technischen Problem: CNTs sind hydrophob.
Die Oberfläche von CNTs besteht aus Kohlenstoffatomen, die von Natur aus hydrophob sind, wodurch sie in Wasser sehr anfällig für Aggregation und Ausfällung sind. Die dünne und lange Nanostruktur einwandiger CNTs führt dazu, dass sich die Röhren miteinander verschränken und leicht eng verschlungene „Garnknäuel“ bilden, die schwer zu verteilen sind.
3.1 Shandong Tanfengs Durchbruch: Ein Jahr lang stabile Dispersion ohne Sedimentation
Das Team stellte sich direkt dieser gemeinsamen Branchenherausforderung. Durch theoretische Forschung und eine große Anzahl experimenteller Überprüfungen entwickelten sie ein völlig neues Dispersionssystem bestehend aus Tensiden, Dispergiermitteln und Stabilisatoren.
Die Forschungsergebnisse zeigten, dass die Beziehung zwischen der „Quantität“ und der „Qualität“ des einwandigen CNT-Dispergiermittels unter dem neuen System nicht proportional zu - ist. Auch wenn der wasserbasierten Paste eine kleine Menge organisches Lösungsmittel zugesetzt wird, kommt es nicht zu einer Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten, und die einwandigen CNTs können ein Jahr lang ohne Sedimentation stabil in der Paste dispergiert bleiben.
Dieses Produkt nutzt das elektrische Leitfähigkeitspotenzial einwandiger Rohre optimal aus. Es kann zur Herstellung großer Mengen transparenter leitfähiger Filme mit hoher Lichtdurchlässigkeit und geringem Oberflächenwiderstand durch Nassbeschichtungsverfahren verwendet werden und kann auch als leitfähiges Additiv in Bereichen wie der neuen Energie eingesetzt werden.
3.2 Verbundformulierung: Synergie von CNTs + Ruß + Graphen
Neben der Optimierung des Dispersionssystems besteht ein weiterer Ansatz darin, die Dispergierbarkeit und elektrische Leitfähigkeit durch die Kombination mehrerer leitfähiger Materialien zu verbessern.
„Eine wasserbasierte, hoch-feststoffhaltige-leitende Verbundflüssigkeit, deren Herstellungsrohstoffe 2 %-3 % CNTs, 5 %-6 % Ruß, 1,5 %-2,5 % Graphen, 1,5 %–2,5 % Dispergiermittel, 0,05 %–0,2 % Regler und den Rest entionisiertes Wasser umfassen. Durch a Durch den Verarbeitungsweg, der Kugelmahlen, Perlmahlen und Homogenisieren kombiniert, wurde eine wasserbasierte, zusammengesetzte leitfähige Flüssigkeit mit hohem Feststoffgehalt, hoher elektrischer Leitfähigkeit und hoher Fließfähigkeit erhalten.
Der Vorteil dieser Verbundformulierung liegt darin, dass Ruß die Lücken zwischen CNTs füllt, Graphen ein zwei-dimensionales leitfähiges Netzwerk bereitstellt und die drei zusammenwirken, um eine dreidimensionale leitfähige Struktur aufzubauen, während sie gleichzeitig die Dispersionsstabilität und die elektrische Leitfähigkeitseffizienz verbessern.
Kapitel 4: Marktlandschaft - Wer setzt wasserbasierte-leitfähige Paste ein?
Mit zunehmender Reife der wasserbasierten Pastentechnologie beginnen immer mehr Unternehmen, diesen Weg einzuschlagen.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. ist ein High-Tech-Unternehmen, das sich auf die Forschung und Entwicklung, Produktion und den Vertrieb neuer einwandiger CNT-Pulver und seiner Reihe leitfähiger Pastenprodukte konzentriert. Zu den Hauptprodukten gehören: hoch-reines einwandiges-CNT-Pulver, leitfähige Paste auf Wasser--Basis und leitfähige Paste auf NMP-Öl--Basis. Die Produkte können in leitfähigen Additiven für die Anode und Kathode von Lithiumbatterien, Photovoltaik, Wasserstoffenergie-Brennstoffzellen, kohlenstoffbasierten Chips, nanoelektronischen Geräten, Sensoren, leitfähigen Kunststoffen, leitfähigen Polymeren, antistatischem Latex und anderen Bereichen eingesetzt werden.
Tanfeng konzentriert sich auf die Forschung, Entwicklung und Herstellung von einwandigen CNT-Pulverdispersionstechnologien und leitfähigen Pasten. Das Unternehmen hat jetzt eine Reihe hoch{2}reiner einwandiger CNT-Leitpasten auf den Markt gebracht, die sowohl ölbasierte als auch wasserbasierte Systeme abdecken. Ihre Hauptmerkmale sind: einstellbarer Feststoffgehalt, gute Dispergierbarkeit, hohe Kosten-effektivität, Umweltfreundlichkeit und Un-toxizität, und sie haben das internationale Monopol erfolgreich gebrochen.
Der Geschäftsführer des Unternehmens stellte vor: „Unsere selbst{0}entwickelten High-End-CNTs können die elektrische Leitfähigkeit und Energiedichte von Anoden und Kathoden von Lithiumbatterien erheblich verbessern, herkömmliche leitfähige Rußadditive ersetzen und die Leistung herkömmlicher leitfähiger Additive weiter verbessern.“
Kapitel 5: Produktparameter und Anwendungsszenarien
5.1 Typische Produktparameter
Am Beispiel gängiger Produkte auf dem Markt sind die wichtigsten Parameter wasserbasierter leitfähiger CNT-Pasten wie folgt:
| Parameter | Typischer Wert | Beschreibung |
|---|---|---|
| CNT-Inhalt | 5% | Zahnpasta-wie hohe Konzentration |
| Rohrdurchmesser | 1-2 nm | Einwandiges Rohr- |
| Rohrlänge | Kleiner oder gleich 50 μm | Hohes Seitenverhältnis |
| Haltbarkeit | 180 Tage | An einem trockenen, lichtgeschützten Ort bei Raumtemperatur lagern |
| Dispersionsstabilität | Länger als oder gleich 1 Jahr | - |
5.2 Hauptanwendungsgebiete
Energiefeld:Das leitfähige Additiv - für Lithiumbatterien kann ein effizientes leitfähiges Netzwerk bilden, den Innenwiderstand der Batterie verringern, die spezifische Kapazitätsausnutzung aktiver Materialien verbessern, die Leistungsdichte bei Hochstromentladungen erhöhen und die Lebensdauer der Batterie verlängern. Superkondensator-Elektrodenmaterialien.
Beschichtungsbereich:Leitfähige Beschichtungen (elektronische Komponenten, elektromagnetische Abschirmung); Korrosionsschutzbeschichtungen (Reduzierung des Zinkgehalts bei gleichzeitiger Verbesserung der Korrosionsschutzleistung); Wärmeableitungsbeschichtungen (elektronische Geräte, Wärmeableitung im Automobilbereich).
Bereich Verbundwerkstoffe:Additive für Polymere und Gummi, die die mechanischen Eigenschaften, die elektrische Leitfähigkeit und die thermische Stabilität verbessern und in der Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Sportausrüstung usw. verwendet werden.
Sensorfeld:Gassensoren, Biosensoren, zur Umweltüberwachung und medizinischen Diagnose.
Elektrothermischer Film:Lange Lebensdauer, geringer Zerfall, geringer Stromverbrauch, zum Heizen und Auftauen.
Kapitel 6: Die Vorteile von Shandong Tanfeng - Von der Dispersionstechnologie bis zur Industrialisierung
Als CNT-Hersteller spiegeln sich unsere Kernvorteile im Bereich wasserbasierter Pasten in den folgenden Aspekten wider:
Erstens: Beherrschung der Kerntechnologie der wasserbasierten-Dispersion.Die größte Hürde für wasserbasierte Pasten-ist die Dispersionstechnologie. Durch unser selbst-entwickeltes Dispergiersystem und Oberflächenmodifizierungsverfahren haben wir das Problem der CNT-Agglomeration in Wasser gelöst. Das hervorragende Dispersionssystem kann ein Jahr lang eine stabile Dispersion ein-wandiger CNTs in einer Paste auf Wasser--Basis ohne Sedimentation erreichen.
Zweitens: vollständige -Kontrolle von Prozessverunreinigungen.Reinheit ist die Seele der einwandigen CNT-Paste. Während des Produktionsprozesses unserer Paste auf Wasserbasis- wird jede Produktcharge einer strengen magnetischen Entfernungsbehandlung unterzogen, um sicherzustellen, dass Metallverunreinigungen im ppm-Bereich kontrolliert werden. Dies ist die zentrale Garantie für die hervorragende Leistung und stabile Qualität des Produkts.
Drittens: vollständige -Kettenanordnung vom Pulver bis zur Paste.Wir produzieren nicht nur einwandiges CNT-Pulver, sondern verarbeiten es auch zu gebrauchsfertigen, wasserbasierten Pastenprodukten. Das Unternehmen hat ein vollständiges ISO9001-Qualitätsmanagementsystem eingerichtet und treibt aktiv die IATF16949-Qualitätszertifizierung für die Automobilindustrie voran, indem es ein ganzheitliches Prozessqualitätskontrollsystem von der Forschung und Entwicklung bis zum Service aufbaut.
Viertens: Sicherung der Produktionskapazität im großen Maßstab.Da die Marktnachfrage nach wasserbasierten Pasten-schnell wächst, erweitern wir kontinuierlich unsere Produktionskapazität. Mehrere Produktionslinien für CNT-Leitpasten wurden in Betrieb genommen. Gleichzeitig bauen wir neue Produktionslinien für einwandige CNT-Pasten der Spitzenklasse-, um gleichzeitig eine Verbesserung der konventionellen Pasten und der Spitzenpasten zu erreichen und den Kunden eine stabile Produktversorgung im Batch-Maßstab zu bieten.
Derzeit werden unsere wasserbasierten CNT-Leitpastenprodukte häufig in leitfähigen Additiven für Lithiumbatterien, leitfähigen Beschichtungen, antistatischen Beschichtungen und anderen Bereichen eingesetzt, wobei die Produktleistung ein international fortgeschrittenes Niveau erreicht. Da die Umweltvorschriften strenger werden und der Kostendruck zunimmt, wandelt sich wasserbasierte CNT-Leitpaste von einer „Alternativlösung“ zu einer „Mainstream-Wahl“. Wenn Sie auf der Suche nach einer umweltfreundlichen, effizienten und stabilen CNT-leitenden Lösung sind, nehmen Sie gerne Kontakt mit uns auf.