NMP システムオイル-ベースのカーボンナノチューブ導電性ペーストメーカー

第 1 章: 石油-ベースのカーボン ナノチューブ導電性ペーストとは何ですか?

リチウム電池の導電性添加剤の分野では、油ベースの CNT 導電性ペーストが最も主流の応用形態です。{0}これは、溶媒としての N- メチルピロリドン (NMP) に CNT を均一に分散させて形成された液体導電性添加剤製品です。

なぜ「石油ベース」と呼ばれるのでしょうか?{0}} NMP は疎水性と親油性の特性を備えた有機溶媒であるため、このタイプのペーストは油性導電性ペーストまたは油性導電性ペーストと呼ばれます。{1}対照的に、水ベースのペーストでは溶媒として水を使用します。-

石油ベースの CNT 導電性ペーストの中心成分には次のものがあります。{0}

カーボンナノチューブ:導電性コア。単層チューブまたは多層チューブの場合があります。{{0}

NMP 溶媒:分散媒は通常、組成の 80% ～ 97% を占めます。

分散剤:PVPなどのCNTの凝集を防止します。

PVDF:ペーストにあらかじめ添加されているバインダー。-

第 2 章: オイル-ベースのペーストの主な利点

2.1 PVDF システムとの完全な互換性

油ベースのペーストの最大の利点は、リチウム電池の正極に使用される主流の PVDF バインダー システムとの自然な適合性にあります。 PVDF（ポリフッ化ビニリデン）は、NMPなどの極性有機溶媒にのみ溶解し、水には不溶です。したがって、油-ベースの CNT ペーストを使用すると、追加の配合調整を必要とせずに PVDF 溶液と直接混合できます。 Shandong Tanfeng の油性単層 CNT 導電性ペーストでは、PVDF 含有量が 2 ± 0.1 wt% で、NMP および CNT と相乗的に作用し、スラリー混合プロセスで直接使用できます。

2.2 良好な分散安定性と強力なバッチ一貫性

CNT の分散は業界で課題として認識されています。分散剤を合理的に選択し、調製プロセスを最適化することにより、油ベースのシステムは CNT の単一分散状態を達成できます。{{1} 4-スチレンスルホン酸ナトリウムを分散剤として使用した油ベースの多層 CNT ペーストでは、多層 CNT は単一分散形態で存在し、凝集しにくく、物理化学的特性が安定しており、長期保存が可能で、層状になりにくいです。-

2.3 既存の生産ラインに適応可能な成熟したプロセス

油-ベースのペーストは、油-ベースのシステムのスラリー混合プロセスに直接使用でき、CNT はコーティング後に準備された電極シートに均一に分散されます。すでに NMP 回収システムを確立している電池メーカーにとって、これは切り替えコストが低く、導入サイクルが短いことを意味します。

2.4 優れた電気化学的性能

油-ベースのペーストは、リチウム電池内で効率的な導電ネットワークを形成し、電池の内部抵抗を低減し、高温保存性能を向上させ、サイクル寿命とレート性能を向上させることができます。-壁の少ない CNT 油性ペーストの推奨添加量は炭素含有量のわずか 0.5% ～ 0.8% であり、大幅な性能向上を実現します。

第 3 章: テクニカルキー: 分散剤と調製プロセス

3.1 分散剤の選択

分散剤は、油ベースのペーストの中核となる技術的障壁です。{0}}同社は、CNT ペースト調製のチェーンコア技術全体を習得しており、分散剤を自己調製するための独自の技術を所有しています。-使用される分散剤には、ポリビニルピロリドン（PVP）、臭化セチルトリメチルアンモニウム、セルロースヒドロキシプロピルメチルエーテルなどのさまざまな組み合わせが含まれます。単層 CNT 油性ペーストでは、最良の分散効果を達成するために、単層 CNT 混合物に対する分散剤の比率を正確に制御する必要があります。-

3.2 準備プロセス

油性 CNT ペーストは通常​​、化学蒸着 (CVD) 法で製造された CNT を原料として、予備分散、ビーズミリング、配合調整などのプロセスを経て調製されます。-デュアル循環システムとペースト粘度のオンライン監視を使用して、CNT を複数のステップで追加し、高固形分 CNT ペーストのピーク粘度を効果的に低減し、高固形分 CNT ペーストの加工性を向上させます。--

3.3 主要なプロセスパラメータ制御

第 4 章: 単一壁-対複数壁-: 油ベースのペーストの 2 つの選択肢-

4.1 マルチウォールチューブ油性ペースト: コスト-の選択

多層 CNT オイル状ペーストは成熟した技術であり、比較的低コストです。多層 CNT は、互いに同心円状に入れ子になった複数のグラフェン層で構成され、層数は 2 ～ 50、直径範囲は 6 ～ 500 nm、長さは 1 ～ 30 μm です。

チューブ長3～15μmの40-60nm多層CNTオイル状ペーストは、機械的特性、電気的特性、熱的特性に優れており、リチウム電池の導電性添加剤、ポリマー添加剤、センサーなどの分野で広く使用されています。

4.2 シングルウォールチューブ油性ペースト: 性能の選択

単層 CNT は、単層のグラフェンを圧延することによって形成され、管壁の欠陥が少なく、直径の分布範囲が小さく（1～2 nm）、均一性と安定性が極めて高くなります。{0}

単層チューブの導電率は多層チューブよりも大幅に優れています。-単層チューブは優れた導電性を備えているため、添加量を少なくすることができ、電池メーカーが正極活物質の割合を増やし、エネルギー密度を向上させるのに役立ちます。-

Shandong Tanfeng's single-walled CNT oily conductive paste has a CNT content of 0.40 ± 0.05 wt%, a tube length of >98 μm、粘度 4,500 mPa・s 以下、保存期間は最長 365 日です。

4.3 少数の-壁に囲まれたチューブ: 中間ルート

単層チューブと多層チューブの間に該当する壁 CNT (2-5 層) はほとんどなく、両方の利点を組み合わせています。-油-ベースの少壁CNT導電性ペーストF21-01は、チューブ直径4〜8 nm、チューブ長60〜200μm、比表面積400〜700 m2/g、固形分3.60±0.10%、粘度10,000 mPa・s以下、水分含有量1000ppm以下、金属不純物Fe5ppm以下、磁性析出物0.2ppm以下。

第 5 章: 市場の状況 - 国内企業がレイアウトを加速

5.1 技術のブレークスルーと国産代替

長い間、ハイエンド単層 CNT オイリー ペーストの市場は外国企業によって独占されてきました。{0}{1}しかし、近年は国内企業の躍進が加速している。

Shandong Tanfeng New Materials Technology Co., Ltd. は、新しい単層 CNT パウダーとその導電性ペーストの研究開発、生産、販売に注力しており、製品には NMP オイル- ベースの導電性ペーストが含まれます。同社が自社開発した-単層 CNT- はアスペクト比が 1 桁高く、IG/ID > 100 であり、国内の量産技術のボトルネックを打破しています。多層 CNT 油性ペースト技術は比較的成熟しており、低粘度、高固形分含有量、高純度、高-耐電圧性、高安定性の油性導電性ペースト製品の開発に成功しています。{{11}{12}}山東省丹豊は大規模な生産を達成しました。-同様の-タイプのCNTと比較して、純度制御、シート抵抗、電池の内部抵抗、高レート性能、および低温放電性能において利点があります。-}

第 6 章: 山東タンフェンの利点 - 配合からプロセスまでの徹底した制御

石油ベースの CNT 導電性ペーストのメーカーとしての当社の主要な利点は、次の側面に反映されています。{0}

まず、触媒を自分で設計して準備します。{0}CNT製品の製造には主にCVD（Chemical Vapor Deposition）法が採用されており、その技術的な鍵は触媒の配合・調製技術にあります。当社は、-鉄、コバルト、ニッケル-ベースの触媒とその対応する担体用の触媒調製技術を自社開発しました。これにより、CNT 製品の継続的なアップグレードと性能の最適化が保証されます。

2 つ目は、分散剤の自己合成です。-分散剤は、油ベースのペーストの中核となる技術的障壁です。{0}}当社は分散剤を自己調製するための独自の技術を有しており、水分と不純物の制御、純度と導電性のバランス、レオロジー安定性の調整において包括的な利点をもたらします。-

第三に、カスタマイズされた配合機能。顧客やバッテリーシステムが異なれば、導電性ペーストに対する要件も異なります。お客様の正極材料システム（高ニッケル三元、リン酸鉄リチウムなど）やプロセス要件に応じて、CNT の種類、固形分、粘度などのパラメータを調整し、カスタマイズされた油性ペースト製品を提供できます。-

4 つ目は、-プロセス全体の品質管理システムです。触媒の調製、CNT 合成、精製からペースト分散まで、当社はフルチェーンの生産能力を備えています。{0}水分含有量は 1,000 ppm 以内、金属不純物 Fe は 5 ppm 以下、磁性沈殿物は 0.2 ppm 以下に管理されており、製品バッチの一貫性が確保されています。

5 つ目は、継続的なテクノロジーの反復機能です。私たちは業界の技術フロンティアを綿密にフォローしています。多層チューブから数層チューブ、単層チューブに至るまで、当社の製品マトリックスは継続的にアップグレードされています。{{2}高-アスペクト-比、高-純度-の単層 CNT オイル状ペーストは、IG/ID > 100 の量産を達成し、国際的に先進的なレベルに匹敵する性能を備えています。

第 7 章: 油-ベースのペーストと水-ベースのペースト: 選択方法を理解するための 1 つの表

選択の提案:すでに NMP 回収システムを備えている動力電池メーカーは、油ベースのペーストを優先する必要があります。{0}新しく建設された生産ラインや、EU への輸出など厳しい環境要件がある地域では、水ベースのソリューションを検討する場合があります。-

第 8 章: 結論

石油-ベースの CNT 導電性ペーストは、現在のリチウム電池の導電性添加剤分野で主流の選択肢です。溶媒として NMP、導電相として CNT を使用し、PVDF システムと完全に互換性があり、成熟したプロセス、安定した分散、および優れた電気化学的性能を備えています。

単層チューブ油性ペーストは、その高い導電性とより少ない添加量を利用して、ハイエンド電池の最初の選択肢になりつつあります。-多層チューブ油性ペーストは、その成熟した費用対効果の利点により、主流の市場シェアを占めています。- Shandong Tanfeng などの国内企業が技術的な進歩を遂げるにつれて、石油ベースの CNT 導電性ペーストの国産化プロセスが加速しています。{5}

油性{0}ベースの CNT 導電性ペーストをお探しの場合、または電池システムにおける単層または多層油性ペーストの応用ソリューションについて知りたい場合は、お気軽にお問い合わせください。{1}{1}{2}専門メーカーとして、Shandong Tanfeng は粉末からペーストまでの完全な製品マトリックスを提供し、バッテリーの性能を継続的に向上させるのに役立ちます。