1. A „genetikai különbségek” a két akkumulátortípus között
Bár a szilárdtest{0}}akkumulátorok és a nátrium-ionos akkumulátorok is reflektorfényben állnak, mint következő-generációs akkumulátortechnológia, a CNT-k megkövetelésének alapvető logikája teljesen más.
A szilárdtest{0}}akkumulátorok célja a „biztonságosabb és nagyobb energiafelhasználás” -, hogy a folyékony elektrolitokat szilárd-elektrolitokra cseréljék, hogy alapvetően megoldják a hőkifutási problémát. A kompromisszum azonban a gyenge szilárd-szilárd felületi érintkezés és az alacsony ionszállítási hatékonyság, amelyek a legnagyobb akadályok a szilárdtest-akkumulátorok iparosítása előtt.
A nátrium--ion akkumulátorok célja az "olcsóbb és fenntarthatóbb" - nátriumforrások bőségesek, a költségek pedig jóval alacsonyabbak, mint a lítiumé. A kompromisszum az, hogy a nátrium ionsugara 34%-kal nagyobb, mint a lítiumé, ami megnehezíti az interkalációt és a deinterkalációt. Ezenkívül az anyagok belső elektromos vezetőképessége gyenge, ami eredendően alacsony energiasűrűséget eredményez.
E két akkumulátortípus különböző "génjei" határozzák meg a CNT-k teljesen eltérő szerepét mindegyikben.
2. Szilárdtest-akkumulátorok: Az SWCNT-k „kulcsengedélyező anyagok”
2.1 A szilárdtest-akkumulátorok három fő szűk keresztmetszete
A szilárdtest{0}}akkumulátorok laboratóriumból tömeggyártásba való áthelyezése három alapvető kihívással néz szembe:
| Szűk keresztmetszet | Specifikus megnyilvánulás |
|---|---|
| Magas határfelületi impedancia | Nem megfelelő érintkezés a szilárd elektrolit és az elektróda között; az iontranszport akadályozott |
| Alacsony ion/elektron szállítási hatékonyság | Folyékony elektrolit nedvesítés hiánya; hiányos vezető hálózat |
| Rossz mechanikai stabilitás | A töltés/kisütés során bekövetkező térfogatváltozások határfelületi delaminációhoz vezetnek |
2.2 Az SWCNT-k egyedi értéke
A Shandong Tanfeng kutatása azt mutatja, hogy az SWCNT-k szisztematikusan képesek kezelni ezt a három szűk keresztmetszetet:
Először egy háromdimenziós{0}}vezető hálózat kiépítése.Az SWCNT-k egy-dimenziós nanoszerkezettel és ballisztikus elektrontranszport jellemzőkkel rendelkeznek, elektromos vezetőképességük 1000-szerese a réznek. Csak kis hozzáadással háromdimenziós, folytonos vezető hálózatot alkothatnak az elektródán belül, jelentősen javítva a szilárdtest-elemek elektronikus vezetőképességét és csökkentve a belső ellenállást.
Másodszor, a felületi érintkezés javítása.Az SWCNT-k nagyfokú rugalmassága lehetővé teszi, hogy szorosan alkalmazkodjanak az elektróda és az elektrolit közötti mikro-skála-résekhez, csökkentve az érintkezési veszteségeket és hatékonyan csökkentve a felületi impedanciát.
Harmadszor, pufferelési térfogat bővítés.A szilícium{0}}alapú anódok térfogata akár 300%-os növekedést is tapasztalhat a töltés/kisütés során, ami könnyen részecskék porlódásához és szerkezeti összeomlásához vezethet. Az SWCNT-k rugalmas támasztóhálózatot alkothatnak a szilícium részecskék között, „nano-rugókként” működve, hogy elnyeljék a feszültséget, megőrizzék az elektródák integritását, és jelentősen megnöveljék az akkumulátor élettartamát.
2.3 Ipari érvényesítés: Shandong Tanfeng már alkalmazta
A Shandong Tanfeng ügyfelei a nagy hazai vállalatok, amelyek szilárd{0}}félvezetős/félvezetős{2}}akkumulátorokat kutatnak és fejlesztenek. A vállalat birtokol egy bizonyos részesedést a CNT-ellátásból a szilárdtest{4}}akkumulátorok területén, és kapcsolódó termékeket szállít több tengerentúli, szilárdtestalapú akkumulátor{5}}gyártónak.
Legfontosabb következtetés:A szilárdtest-akkumulátorok esetében az SWCNT-k "kötelező{1}}", nem pedig "szép, hogy -kell".
3. Nátrium{1}}ionos akkumulátorok: a CNT-k „teljesítményfokozó”
3.1 A nátrium-{1}}ion akkumulátorok vezetőképességi kihívása
A nátrium-{0}}ion akkumulátorokhoz használt anyagok eredendően gyenge elektromos vezetőképességgel és alacsony energiasűrűséggel rendelkeznek. Ezért jobb vezetőképes adalékokra van szükségük ahhoz, hogy ennek megfelelően alkalmazkodjanak, csökkentve a helyfoglalást, növelve a térfogati energiasűrűséget és hatékony vezető hálózatot alakítva ki.
Tudományos kutatások is megerősítették a CNT-k fontos alkalmazási értékét a nátrium-{0}}ion akkumulátorokban. Széles körben tanulmányozták a nagy elektromos vezetőképességükkel, szerkezeti változatosságukkal és alacsony költségükkel rendelkező szénanyagokat nátrium--ion akkumulátorok anódjaként való felhasználására. A CNT-k nagy fajlagos felületükkel és kiváló elektrokémiai teljesítményükkel jelentős figyelmet keltettek a nátrium-ion akkumulátorok területén.
3.2 A CNT-k nátrium-ionos akkumulátoraira vonatkozó alapvető követelmények
A szilárdtest{0}}akkumulátoroktól eltérően a CNT-khez szükséges nátrium-ion akkumulátorok követelményei főként a következő szempontokban tükröződnek:
| Követelmény méret | Konkrét tartalom |
|---|---|
| Vezetőképes hálózatépítés | Kompenzálja az anyagok eredendően gyenge elektromos vezetőképességét |
| A képesség javítása | Javítja a nátriumion interkalációs/deinterkalációs kinetikáját |
| Energiasűrűség kompenzáció | Nagyobb kapacitást ér el korlátozott helyen |
A nátrium{0}}akkumulátorok kutatását jelenleg kutató nagy gyártók a vállalat ügyfelei, és néhány ügyfél már használta a cég SWCNT termékeit a nátriumakkumulátorok kutatási és fejlesztési programjaiban.
Ez azt jelenti, hogy még az "alacsony-költségű" nátrium-akkumulátor-útvonalhoz is a csúcskategóriás-megoldásokhoz nagy-teljesítményű SWCNT-kre is szükség van a támogatásukhoz.
4. Használati összehasonlítás: CNT-k iránti kereslet intenzitása különböző rendszerekben
A szilícium{0}}szén anódok és a nagy-nikkeltartalmú háromkomponensű katódok két alkalmazási forgatókönyve magasabb teljesítménykövetelményekkel rendelkezik, ezért nagyobb mennyiségű CNT-re van szükség.
Ennek az értékelésnek a logikája egyértelmű:
Szilárdtest{0}}akkumulátorokolyan összetett problémákkal járnak, mint a szilárd -szilárd interfészek és a kötetbővítés, ami a CNT-k (különösen az SWCNT-k) iránti legnagyobb keresletintenzitást eredményezi.
Nátrium{0}}ion akkumulátorok, bár CNT-ket igényel a vezetőképesség javítása érdekében, általános teljesítménykövetelményei kevésbé szigorúak, mint a szilícium-szén anódok és a magas-nikkeltartalmú hármas katódok, ezért viszonylag kisebb mennyiségeket igényelnek.
A technológiai ütemterv szemszögéből és az anyagok alapvető jellemzői alapján a magas teljesítményigényű technológiai útvonalakon, mint például a szilárdtest{0}akkumulátorok, nagyobb kereslet lesz az SWCNT termékek iránt.
5. Kiválasztási útmutató: Egy táblázat a választás megértéséhez
| Akkumulátor típusa | Core Challenge | A CNT-k szerepe | Ajánlott típus | Használati trend |
|---|---|---|---|---|
| Szilárdtest- | Nagy felületi impedancia, gyenge szilárd{0}}kontaktus | Vezetőképes hálózat építése, puffer mennyiségének bővítése, interfész javítása | Elsősorban SWCNT-k | Nagy kereslet, folyamatosan növekszik |
| Fél-szilárd-állapot | Interfész stabilitás | Ugyanaz, mint a szilárdtest{0}}, valamivel alacsonyabb követelményekkel | SWCNT + MWCNT hibrid | Viszonylag nagy kereslet |
| Nátrium{0}}ion | Gyenge vezetőképesség, alacsony energiasűrűség | A vezetőképes hálózat hatékonyságának javítása | Elsősorban SWCNT-k (a csúcskategóriához{0}}) | Mérsékelt, az iparosodással növekvő |
| Hagyományos lítium-ion | Vezetőképes adalék csere | Cserélje ki a kormot, javítsa a sebességet | Elsősorban MWCNT-k | Folyamatos növekedés |
Összegzés egy mondatban:
Szilárdtest{0}}akkumulátorok:Az SWCNT-k elengedhetetlenek, nagy a használatuk és nagy a kereslet.
Nátrium{0}}ion akkumulátorok:CNT-kre (különösen SWCNT-kre) van szükség a teljesítmény javításához, de a szükséges mennyiség viszonylag kisebb.
6. A Shandong Tanfeng előnyei
Professzionális CNT-gyártóként a szilárdtest{0}}akkumulátorok és a nátrium-akkumulátorok területén a következő előnyöket kínáljuk:
Először is a teljes termékcsalád lefedettsége.Mind az SWCNT, mind az MWCNT termékeket szállítjuk, kielégítve a különböző technológiai útvonalak igényeit, például szilárdtest{0}}akkumulátorokat, fél-félvezetős- akkumulátorokat és nátrium-ion akkumulátorokat.
Másodszor, vezető iparosítási érvényesítés.SWCNT-termékeinket több vezető szilárdtest{0}}akkumulátort és nátrium-akkumulátort gyártó cég mintavételezte. Néhányan már elérték kis-kötegelt szállításokat, és ügyfeleink ellenőrzése során a vezető szerepet töltjük be.
Harmadszor, a termelési kapacitás biztosítása.SWCNT gyártási kapacitásunk folyamatos bővítésével stabil, tételes{0}}termékellátást tudunk biztosítani ügyfeleink számára, anyagbiztosítást kínálva a szilárdtest-akkumulátorok és nátrium{2}}ion akkumulátorok iparosításához.
Negyedszer, az alkalmazás technikai támogatása.A szilárdtest-akkumulátorok és a nátrium-ionos akkumulátorok speciális igényeinek kielégítésére átfogó műszaki támogatást nyújtunk,-a diszperziós folyamatoktól és a készítmény optimalizálásától a cellatesztelésig,-hogy az ügyfelek gyorsan befejeződjenek az anyagok integrációja.
Jelenleg CNT termékeinket széles körben használják új energiahordozó járművekben, energiatárolókban, fogyasztói elektronikában és más területeken. Ahogy a szilárdtest-akkumulátorok és a nátrium-ionos akkumulátorok iparosodása felgyorsul, várjuk, hogy minél több ügyfelünkkel együttműködhessünk a következő -generációs akkumulátortechnológiák bevezetése érdekében.