単層カーボン ナノチューブ導電性スラリー: 水-ベースと NMP オイル-ベースのスラリーのどちらを選択するか?

リチウム電池の材料選択プロセスにおいて、多くの研究開発エンジニアは SWCNT 導電性スラリーの溶媒系の選択に苦労しています。カーボン ナノチューブの性能は水{1}}ベースと NMP 油-ベースで似ていますが、分散剤システム、適合性、加工条件は大きく異なります。間違ったシステムを選択すると、大量生産中にスラリーの凝集、分散障害、電極インピーダンスの急上昇などの問題が発生する可能性があります。 2 つのスラリー タイプの適用可能な境界を明確にし、それらを工場の既存の混合プロセスに適合させることは、SWCNT の核となる利点である高導電率と低添加レベルを最大限に活用するために不可欠です。 Shandong Tanfeng は、水-ベースと NMP 油-ベースの両方の SWCNT スラリーを供給でき、さまざまな混合システムに合わせた配合調整を完了して、リチウム電池メーカーが試行錯誤のコストを削減できるよう支援しています。--

I. コア指標の比較: 水-ベースと NMP オイル-ベースの SWCNT スラリー

水{0}}ベースと NMP 油-ベースの SWCNT スラリーの主な違いは、分散剤と溶媒キャリアにあります。 CNT の導電性は似ていますが、バインダーや活物質との適合性はまったく異なります。システム間での混合や使用は固く禁止されています。-

SWCNT は直径が非常に細く、非常に凝集しやすいです。水-ベースと油-ベースのスラリーは、相容れない水性と NMP の混合環境に適合するために、まったく異なる表面改質システムと分散システムを採用しています。これらを混合すると、分散剤の沈殿と大規模な CNT 凝集が発生する可能性があります。-カーボン ナノチューブ導電性スラリーの GB/T 33818-2017 規格に基づく、主要な指標の比較は次のとおりです。

Shandong Tanfeng は、相互汚染を避けるために、これら 2 種類の SWCNT 導電性スラリーを分離された生産ラインで製造しています。-各バッチは適合性検証を受け、それぞれのシステム内で CNT が適切に解繊され、凝集リスクが軽減されることが保証されます。

II. NMP オイル-ベースの SWCNT 導電性スラリーに適したシステムとアプリケーション ポイント

NMP オイル-ベースの SWCNT 導電性スラリーは、NMP- 溶媒混合システム、主にリチウム電池の正極にのみ適しています。水-ベースのアノードスラリーには使用できません。供給プロセスには、PVDF バインダー溶液との事前混合が含まれる必要があります。-

油-ベースの SWCNT スラリーは、キャリアとして NMP を使用し、分散剤は NMP に安定に溶解し、PVDF バインダーとの優れた相溶性を提供します。主なアプリケーションシナリオ:高ニッケル NCM カソード、-高電圧カソード システム、および極めて少量の導電剤添加を必要とするオイルベースのカソード配合-。

標準的な混合手順:

PVDF を NMP 溶媒に完全に溶解し、均一なバインダー溶液を調製します。

SWCNT NMP オイルベースのスラリーを追加し、低速で予備混合します。これにより、CNT がバインダー 溶液環境に完全に分散します。{0}{1}

正極活物質やその他の導電剤を添加し、徐々に分散速度を上げます。

粉度および粘度のチェックに合格した後、濾過してコーティング工程に移します。

製造上の注意事項:

NMP 油-ベースの SWCNT スラリーを水-ベースのスラリーに直接添加することは固く禁止されています。これにより、すぐに凝集や凝集が発生します。

SWCNT は分散条件に敏感です。乾燥粉末の給餌はお勧めできません。事前混合ステップは不可欠です。-

作業場の換気を良好にし、NMP 溶媒の蒸発によって生じる固形分のドリフトを制御します。

工場のケーススタディ:高ニッケル- NCM 電池会社は当初、NMP カソード システムに水ベースの SWCNT 導電性スラリーを誤って使用しました。{{1}目に見える凝集性物質がスラリー中に出現し、黒い斑点による大量の電極シートの不合格につながりました。 Shandong Tanfeng の NMP オイル-ベースの SWCNT 導電性スラリーに切り替え、事前混合プロセスを経た後、-電極インピーダンスは基準を満たし、欠陥率は正常に戻りました。

Ⅲ．水-ベースの SWCNT 導電性スラリーに適したシステムと適用ポイント

水-ベースの SWCNT 導電性スラリーは水混合用に特化しており、主にリチウム電池の負極で使用されます。 NMP オイル-ベースのカソード システムには適していません。このプロセスでは、最初に CMC バインダー溶液と混合し、後で SBR バインダーを添加する必要があります。

水ベースの SWCNT スラリーは、媒体として純水を使用し、水性環境に適応した分散剤を使用します。これは主にグラファイト アノードと高-シリコン-含有量のシリコン-カーボン アノード向けであり、環境に優しい水-ベースのアノード プロセスを目指す現在の傾向に沿っています。

主なアプリケーションシナリオ:ハイエンドのシリコン-カーボン陽極、急速充電-グラファイト陽極、マイクロバッテリー陽極-。

標準的な混合手順:

CMCを脱イオン水に溶解して均一なバインダー溶液を調製します。

水-ベースの SWCNT 導電性スラリーを加え、低速で予備分散します。-

黒鉛/シリコン{0}炭素活性粉末と導電補助剤を加え、高速で分散させます。

最後にSBRラテックスを低速で添加し、粘度を調整してスラリー調製が完了します。

製造上の注意事項:

ラテックスの解乳化を引き起こす可能性があるため、SBR を水ベースの SWCNT スラリーと高速で長時間混合しないでください。{0}

保管中は低温での凍結を厳密に避けてください。-凍結融解サイクルは分散系に不可逆的な損傷を与えます。

NMP オイルベースのスラリーによる汚染は凝集の原因となるため、許可しないでください。{0}}

Shandong Tanfeng の水ベースの SWCNT 導電性スラリーは、シリコン-アノード用に改良および最適化されています。シリコン粒子の膨張と収縮が繰り返されても CNT 架橋ネットワークを維持できるため、セルの安定したサイクル寿命の維持に役立ちます。

IV.選定判断の中心となる寸法

主な選択基準は工場の既存の混合溶媒システムであり、次に電極がカソードであるかアノードであるかが続きます。性能は CNT の特性のみに基づいて判断することはできません。溶媒キャリアが適合しない場合、最高品質の SWCNT であっても性能が低下します。

よくある誤解:研究開発担当者の中には、SWCNT 導電性スラリーは万能であり、溶媒キャリアを変更するか直接混合するだけだと信じている人もいます。これにより、必然的にスラリーの凝集や電極の欠陥が発生します。 CNT 原料が同じであっても、水-ベースと油-ベースのスラリーの分散系は完全に異なるため、相互使用はサポートされません。-

企業がカソードとアノードの両方の開発ニーズを抱えている場合、Shandong Tanfeng は小規模-比較試験を並行して行うため、油-ベースと水-ベースの両方の SWCNT 導電性スラリーのサンプルを提供して、研究開発のトライアル-や-のコストを削減できます。

V. 受入材料の検査と製造慣行に関する推奨事項

SWCNT 導電性スラリーを受け取ったら、固形分と CNT 含有量に加えて、配合適合性の小規模テストが不可欠です。-試験生産および量産に進む前に、工場のバインダーとの互換性を確認します。

倉庫での材料の誤った取り出しを避けるために、製品の工場報告書をチェックして、水ベースのバージョンであるか、NMP オイルベースのバージョンであるかを確認してください。{0}{1}{1}

到着後は指定された条件に従って保管し、使用前にドラム全体を十分に再撹拌してください。{0}

凝集や凝集を観察し、細かさと電極の抵抗率をテストする、実験室規模の試験を優先します。-

小規模な電気化学的性能が満足できるものであれば、パイロット検証に進み、その後、量産します。-

Shandong Tanfeng の技術チームは、デバッグ サイクルを短縮するために、お客様の既存の配合に基づいて、撹拌速度や予混合時間などのプロセス参照を提供できます。{0}}

SWCNT 導電性スラリーは、NMP 油ベースと水ベースのタイプに分けられます{0}}。{1}} CNT の性能は似ていますが、分散剤と溶媒キャリアは完全に独立しており、システム間で混合することはできません。 NMP オイル- ベースの SWCNT スラリーは、NMP 混合と PVDF バインダーを使用するカソード システムに適しています。水-ベースの SWCNT スラリーは、水性混合と CMC-SBR バインダーを使用するアノード システム、最も一般的にはシリコン- カーボン アノードに適しています。主な選択要素は、工場独自の混合溶媒と電極の種類を一致させることであり、その後、小規模な検証が続きます。- Shandong Tanfeng は、厳格な不純物管理とバッチ安定性を備えた、水-ベースと油-ベースの両方の SWCNT 導電性スラリーの量産能力を備えており、ハイエンド電池プロジェクトの開発を支援するプロセス技術サポートを提供しています。-