Chapitre 1 : Pâte conductrice à base d'eau : une nouvelle direction pour les applications de NTC
Dans l'industrie des batteries au lithium, lorsque la plupart des gens pensent à la pâte conductrice CNT, la première chose qui vient à l'esprit est la pâte à base d'huile-avec un système NMP. Cependant, avec la pression environnementale croissante et les exigences croissantes en matière de contrôle des coûts, la pâte conductrice de CNT à base d'eau devient un centre d'attention de l'industrie.
La pâte conductrice à base d'eau-, comme son nom l'indique, est un produit liquide qui utilise de l'eau comme milieu de dispersion et des NTC comme phase conductrice. La plus grande différence entre cette pâte et la pâte traditionnelle à base d'huile-est que le solvant a été remplacé par de l'eau, passant du NMP. Ce changement entraîne non seulement un changement dans la structure des coûts mais également une reconstruction complète de la logique du processus.
"La boue de CNT à base d'eau-est un matériau composite dont les NTC sont le composant principal. Elle possède une excellente conductivité électrique, des propriétés mécaniques et des propriétés thermiques excellentes, et est largement utilisée dans de nombreux domaines tels que les additifs conducteurs pour batteries au lithium, les revêtements conducteurs, les revêtements anti-corrosion, les revêtements de dissipation thermique, le renforcement des matériaux composites et les capteurs." Aujourd'hui, parlons de ce "candidat vert" - quels sont les avantages, les difficultés, les méthodes d'utilisation et qui fabrique la pâte conductrice CNT à base d'eau-.
Chapitre 2 : Pourquoi choisir-à base d'eau ? Trois avantages fondamentaux
2.1 Respectueux de l'environnement et non-toxique, en phase avec les tendances de la fabrication verte
La NMP (N-méthylpyrrolidone), bien qu'un excellent solvant, a une toxicité pour la reproduction et est répertoriée comme substance extrêmement préoccupante par le règlement européen REACH. Avec la mise en œuvre de nouvelles réglementations telles que le règlement européen sur les batteries, les matériaux de batteries contenant du NMP sont soumis à un examen réglementaire plus strict lorsqu'ils sont exportés.
La pâte conductrice de CNT à base d'eau-utilise l'eau comme solvant, résolvant fondamentalement ce problème. Comme le démontre le dernier brevet de Double Deer Battery, son revêtement composite superhydrophobe conducteur à base d'eau "abandonne les solvants organiques, réalisant ainsi une percée dans l'équilibre entre coût, protection de l'environnement et performances".
2.2 Avantage de coût significatif
Le prix de la NMP fluctue considérablement, tandis que le coût de l’eau est presque négligeable. Bien que la pâte à base d'eau-exige l'ajout de plus de dispersant pour maintenir la stabilité, le coût global reste nettement inférieur à celui des systèmes à base d'huile-.
"L'ajout de pâte de NTC à base d'eau-comme additif conducteur aux boues cathodiques à base d'eau-peut réduire considérablement les coûts, améliorer la sécurité personnelle et la sécurité environnementale."
2.3 Adaptabilité aux processus de revêtement-à grande vitesse
Après optimisation, la pâte à base d'eau-a d'excellentes propriétés rhéologiques, prenant en charge les processus de revêtement-à grande vitesse. "La pâte conductrice à base d'eau-de Shandong Tanfeng New Material utilise des NTC à simple paroi de haute-pureté-comme phase conductrice et de l'eau comme milieu de dispersion. Elle présente une bonne stabilité de dispersion et des caractéristiques de protection de l'environnement, et est largement utilisée dans les revêtements d'électrodes de batteries au lithium, les films conducteurs transparents, les revêtements anti-statiques et d'autres domaines, prenant en charge les processus de revêtement à grande vitesse-.
Chapitre 3 : Le plus grand défi des systèmes à base d'eau- : les CNT ont « peur de l'eau »
Tout a deux faces. Bien que les systèmes-à base d'eau soient respectueux de l'environnement et bon marché, ils sont confrontés à un problème technique fondamental : les NTC sont hydrophobes.
La surface des NTC est composée d’atomes de carbone, présentant naturellement un caractère hydrophobe, ce qui les rend très sujets à l’agrégation et aux précipitations dans l’eau. La nanostructure fine et longue des NTC à simple paroi-fait que les tubes s'emmêlent les uns dans les autres, formant facilement des « pelotes de fil » étroitement enchevêtrées et difficiles à disperser.
3.1 Percée du Shandong Tanfeng : dispersion stable pendant un an sans sédimentation
L’équipe a été directement confrontée à ce défi commun à l’industrie. Grâce à des recherches théoriques et à un grand nombre de vérifications expérimentales, ils ont conçu un tout nouveau système de dispersion composé de tensioactifs, de dispersants et de stabilisants.
Les résultats de la recherche ont montré que la relation entre la « quantité » et la « qualité » du dispersant de CNT à simple paroi n'est pas proportionnelle - dans le nouveau système, même si une petite quantité de solvant organique est ajoutée à la pâte à base d'eau-, la séparation solide-liquide ne se produit pas et les NTC à simple paroi- peuvent rester dispersés de manière stable dans la pâte pendant un an sans sédimentation.
Ce produit utilise grandement le potentiel de conductivité électrique des tubes à simple paroi-. Il peut être utilisé pour préparer de grandes quantités de films conducteurs transparents avec une transmission lumineuse élevée et une faible résistance de surface grâce à des processus de revêtement humide, et il peut également être utilisé comme additif conducteur dans des domaines tels que les nouvelles énergies.
3.2 Formulation composite : Synergie NTC + Noir de Carbone + Graphène
En plus d'optimiser le système de dispersion, une autre approche consiste à améliorer la dispersibilité et la conductivité électrique grâce à la combinaison de plusieurs matériaux conducteurs.
"Liquide conducteur composite à base d'eau-à haute teneur en solides-, ses matières premières de préparation comprennent 2 %-3 % de NTC, 5 %-6 % de noir de carbone, 1,5 %-2,5 % de graphène, 1,5 % à 2,5 % de dispersant, 0,05 % à 0,2 % de régulateur et le reste de l'eau déionisée. Grâce à un Par voie de traitement combinant le broyage à boulets, le broyage à billes et l'homogénéisation, un liquide conducteur composite à base d'eau à haute teneur en solides avec une conductivité électrique élevée et une fluidité élevée a été obtenu.
L'avantage de cette formulation composite réside dans : le noir de carbone comble les espaces entre les NTC, le graphène fournit un réseau conducteur bidimensionnel, et les trois travaillent ensemble pour construire une structure conductrice tridimensionnelle, tout en améliorant également la stabilité de la dispersion et l'efficacité de la conductivité électrique.
Chapitre 4 : Paysage du marché - Qui déploie la pâte conductrice à base d'eau - ?
À mesure que la technologie des pâtes à base d'eau-évolue progressivement, de plus en plus d'entreprises commencent à s'engager dans cette voie.
Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. est une entreprise de haute technologie-qui se concentre sur la recherche et le développement, la production et la vente de nouvelles poudres de NTC à simple paroi-et de sa série de produits en pâte conductrice. Ses principaux produits comprennent : de la poudre de CNT à paroi unique de haute-pureté-, une pâte conductrice à base d'eau-et une pâte conductrice à base d'huile NMP-. Les produits peuvent être appliqués dans les additifs conducteurs d'anode et de cathode de batterie au lithium, le photovoltaïque, les piles à combustible à hydrogène, les puces à base de carbone-, les dispositifs nanoélectroniques, les capteurs, les plastiques conducteurs, les polymères conducteurs, le latex anti-statique et d'autres domaines.
Tanfeng se concentre sur la recherche, le développement et la fabrication de technologie de dispersion de poudre de CNT à paroi simple et de pâte conductrice. La société a maintenant lancé une série de pâtes conductrices CNT à simple paroi de haute-pureté, couvrant à la fois les systèmes à base d'huile-et d'eau-. Leurs principales caractéristiques sont : une teneur en solides réglable, une bonne dispersibilité, une rentabilité élevée-, le respect de l'environnement et la non-toxicité, et ils ont réussi à briser le monopole international.
Le directeur général de l'entreprise a présenté : "Nos NTC haut de gamme-développés-peuvent améliorer considérablement la conductivité électrique et la densité énergétique des anodes et cathodes des batteries au lithium, peuvent remplacer les additifs conducteurs traditionnels de noir de carbone et améliorer encore les performances des additifs conducteurs conventionnels."
Chapitre 5 : Paramètres du produit et scénarios d'application
5.1 Paramètres typiques du produit
En prenant comme exemple les produits courants sur le marché, les paramètres clés de la pâte conductrice CNT à base d'eau sont les suivants :
| Paramètre | Valeur typique | Description |
|---|---|---|
| Contenu CNT | 5% | Dentifrice-semblable à une concentration élevée |
| Diamètre du tube | 1-2 nm | Tube à simple paroi- |
| Longueur du tube | Inférieur ou égal à 50 μm | Rapport d'aspect élevé |
| Durée de conservation | 180 jours | A conserver dans un endroit sec à température ambiante à l'abri de la lumière |
| Stabilité de dispersion | Supérieur ou égal à 1 an | - |
5.2 Principaux domaines d'application
Champ énergétique :L'additif conducteur de batterie au lithium - peut former un réseau conducteur efficace, réduire la résistance interne de la batterie, améliorer l'utilisation de la capacité spécifique des matériaux actifs, améliorer la densité de puissance de décharge de courant élevée- et prolonger la durée de vie de la batterie ; matériaux d'électrode de supercondensateur.
Champ de revêtement :Revêtements conducteurs (composants électroniques, blindage électromagnétique) ; revêtements anti-corrosion (réduisant la teneur en zinc tout en améliorant les performances anti-corrosion) ; revêtements de dissipation thermique (équipements électroniques, dissipation thermique automobile).
Domaine des matériaux composites :Additifs pour polymères et caoutchouc, améliorant les propriétés mécaniques, la conductivité électrique et la stabilité thermique, utilisés dans l'aérospatiale, l'automobile, les équipements sportifs, etc.
Champ du capteur :Capteurs de gaz, biocapteurs, utilisés pour la surveillance environnementale, le diagnostic médical.
Film électrothermique :Longue durée de vie, faible dégradation, faible consommation d'énergie, utilisé pour le chauffage et le dégivrage.
Chapitre 6 : Avantages du Shandong Tanfeng - De la technologie de dispersion à la mise en œuvre de l'industrialisation
En tant que fabricant de NTC, nos principaux avantages dans le domaine des pâtes à base d'eau-se reflètent dans les aspects suivants :
Tout d'abord, maîtriser la technologie de base de la dispersion-à base d'eau.Le plus gros obstacle pour les pâtes à base d'eau-est la technologie de dispersion. Grâce à notre système de dispersant-développé par nous-mêmes et à nos processus de modification de surface, nous avons résolu le problème de l'agglomération des NTC dans l'eau. L'excellent système de dispersion permet d'obtenir une dispersion stable de NTC à simple paroi-dans une pâte à base d'eau-pendant un an sans sédimentation.
Deuxièmement, un contrôle-complet des impuretés du processus.La pureté est l'âme de la pâte CNT-à simple paroi. Pendant le processus de production de notre pâte à base d'eau-, chaque lot de produit subit un traitement d'élimination magnétique strict pour garantir que les impuretés métalliques sont contrôlées au niveau ppm. Il s'agit de la garantie principale des excellentes performances et de la qualité stable du produit.
Troisièmement, une chaîne-complète, de la poudre à la pâte.Nous produisons non seulement-de la poudre de NTC à paroi simple, mais nous la transformons également en produits en pâte-prêts à l'emploi-à base d'eau-. L'entreprise a mis en place un système complet de gestion de la qualité ISO9001 et fait progresser activement la certification de qualité de l'industrie automobile IATF16949, en créant un système complet de contrôle de la qualité des processus, de la recherche et du développement au service.
Quatrièmement, l'assurance-de la capacité de production à grande échelle.Avec la croissance rapide de la demande du marché pour les pâtes-à base d'eau, nous augmentons continuellement notre capacité de production. Plusieurs lignes de production de pâte conductrice CNT ont toutes été mises en service. Dans le même temps, nous construisons de nouvelles lignes de production de pâte CNT à paroi unique haut de gamme-, permettant d'améliorer simultanément la pâte conventionnelle et la pâte haut de gamme -, offrant ainsi aux clients un approvisionnement stable en produits à grande échelle.
Actuellement, nos pâtes conductrices CNT à base d'eau-sont largement utilisées dans les additifs conducteurs des batteries au lithium, les revêtements conducteurs, les revêtements anti-statiques et dans d'autres domaines, les performances des produits atteignant des niveaux avancés au niveau international. À mesure que les réglementations environnementales deviennent plus strictes et que la pression sur les coûts augmente, la pâte conductrice de CNT à base d'eau est en train de passer d'une « solution alternative » à un « choix courant ». Si vous recherchez une solution conductrice CNT respectueuse de l'environnement, efficace et stable, n'hésitez pas à nous contacter.