लिथियम बैटरी के लिए सामग्री चयन प्रक्रिया के दौरान, कई आर एंड डी इंजीनियर एसडब्ल्यूसीएनटी प्रवाहकीय घोल के लिए विलायक प्रणाली चुनने में संघर्ष करते हैं। यद्यपि कार्बन नैनोट्यूब का प्रदर्शन पानी आधारित और एनएमपी तेल आधारित संस्करणों के बीच समान है, उनकी फैलाव प्रणाली, अनुकूलता और प्रसंस्करण की स्थिति बहुत भिन्न है। गलत प्रणाली चुनने से बड़े पैमाने पर उत्पादन के दौरान घोल का प्रवाह, फैलाव विफलता और आसमान छूती इलेक्ट्रोड प्रतिबाधा जैसी समस्याएं हो सकती हैं। दो घोल प्रकारों की लागू सीमाओं को स्पष्ट करना और उन्हें कारखाने की मौजूदा मिश्रण प्रक्रिया से मिलाना SWCNTs के मुख्य लाभों का पूरी तरह से लाभ उठाने के लिए आवश्यक है: उच्च चालकता और निम्न अतिरिक्त स्तर। शेडोंग टैनफ़ेंग जल आधारित और एनएमपी तेल {{7} आधारित एसडब्ल्यूसीएनटी घोल दोनों की आपूर्ति कर सकता है, और लिथियम बैटरी निर्माताओं को परीक्षण {8} और त्रुटि लागत को कम करने में मदद करने के लिए विभिन्न मिश्रण प्रणालियों के लिए फॉर्मूलेशन समायोजन पूरा कर लिया है।
I. कोर संकेतक तुलना: जल-आधारित बनाम एनएमपी तेल-आधारित एसडब्ल्यूसीएनटी घोल
पानी आधारित और एनएमपी तेल आधारित एसडब्ल्यूसीएनटी घोल के बीच मुख्य अंतर फैलाव और विलायक वाहक में निहित है। जबकि सीएनटी चालकता समान है, बाइंडरों और सक्रिय सामग्रियों के साथ उनकी संगतता पूरी तरह से अलग है। क्रॉस-सिस्टम मिश्रण या उपयोग सख्त वर्जित है।
SWCNTs का व्यास अत्यंत महीन होता है और इनमें एकत्रीकरण की अत्यधिक संभावना होती है। पानी आधारित और तेल आधारित घोल असंगत जलीय और एनएमपी मिश्रण वातावरण के अनुरूप पूरी तरह से अलग सतह संशोधन और फैलाव प्रणालियों का उपयोग करते हैं। उन्हें मिलाने से संभावित रूप से बिखरी हुई वर्षा और बड़े पैमाने पर सीएनटी संचयन होगा। कार्बन नैनोट्यूब प्रवाहकीय घोल के लिए जीबी/टी 33818-2017 मानक के आधार पर, प्रमुख संकेतक तुलनाएं इस प्रकार हैं:
| तुलना मद | एसडब्ल्यूसीएनटी एनएमपी तेल-आधारित घोल | SWCNT जल-आधारित घोल | संदर्भ आधार |
|---|---|---|---|
| फैलाव माध्यम | एन एम पी | विआयनीकृत जल | उत्पाद विशिष्टता पत्रक |
| संगत बाइंडर | पीवीडीएफ | सीएमसी + एसबीआर | लिथियम बैटरी स्लरी उद्योग अभ्यास |
| विशिष्ट ठोस सामग्री | 4% - 8% | 3% - 7% | फ़ैक्टरी बैच परीक्षण डेटा |
| धातु अशुद्धता नियंत्रण | 15 पीपीएम से कम या उसके बराबर | 15 पीपीएम से कम या उसके बराबर | जीबी/टी 33818-2017 |
| उपयुक्त भंडारण तापमान | 10-30 डिग्री, ठंड से बचाएं | 10-25 डिग्री, सख्ती से जमने-पिघलने से रोकें | त्वरित एजिंग परीक्षण रिकॉर्ड |
| मुख्य इलेक्ट्रोड अनुप्रयोग | उच्च-निकेल एनसीएम कैथोड | सिलिकॉन-कार्बन एनोड, ग्रेफाइट एनोड | पावर बैटरी पायलट सांख्यिकी |
शेडोंग टैनफ़ेंग क्रॉस {{0}संदूषण से बचने के लिए अलग-अलग उत्पादन लाइनों में इन दो प्रकार के एसडब्ल्यूसीएनटी प्रवाहकीय घोल का उत्पादन करता है। प्रत्येक बैच अपने संबंधित सिस्टम के भीतर पर्याप्त सीएनटी विघटन सुनिश्चित करने और समूहन जोखिम को कम करने के लिए संगतता सत्यापन से गुजरता है।
द्वितीय. एनएमपी तेल आधारित एसडब्ल्यूसीएनटी प्रवाहकीय घोल के लिए उपयुक्त सिस्टम और अनुप्रयोग बिंदु
एनएमपी तेल आधारित SWCNT प्रवाहकीय घोल केवल NMP विलायक मिश्रण प्रणालियों के लिए उपयुक्त है, मुख्य रूप से लिथियम बैटरी कैथोड के लिए। इसका उपयोग जल आधारित एनोड घोल में नहीं किया जा सकता। फीडिंग प्रक्रिया में पीवीडीएफ बाइंडर समाधान के साथ पूर्व-मिश्रण शामिल होना चाहिए।
तेल आधारित एसडब्ल्यूसीएनटी घोल एनएमपी को वाहक के रूप में उपयोग करता है, ऐसे फैलाव के साथ जो एनएमपी में स्थिर रूप से घुलनशील होते हैं और पीवीडीएफ बाइंडर के साथ उत्कृष्ट संगतता प्रदान करते हैं।मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्य:उच्च {{0}निकल एनसीएम कैथोड, उच्च {{1}वोल्टेज कैथोड सिस्टम, और तेल {2}आधारित कैथोड फॉर्मूलेशन के लिए बेहद कम प्रवाहकीय एजेंट जोड़ की आवश्यकता होती है।
मानक मिश्रण प्रक्रिया:
एक समान बाइंडर समाधान तैयार करने के लिए एनएमपी विलायक में पीवीडीएफ को पूरी तरह से घोलें।
एसडब्ल्यूसीएनटी एनएमपी तेल आधारित घोल डालें और कम गति पर प्री-मिक्स करें, जिससे सीएनटी बाइंडर समाधान वातावरण में पूरी तरह से फैल सके।
कैथोड सक्रिय सामग्री और अन्य प्रवाहकीय एजेंट जोड़ें, धीरे-धीरे फैलाव की गति बढ़ाएं।
सुंदरता और चिपचिपाहट जांच से गुजरने के बाद, फ़िल्टर करें और कोटिंग प्रक्रिया में स्थानांतरित करें।
उत्पादन सावधानियाँ:
एनएमपी तेल आधारित एसडब्ल्यूसीएनटी घोल को सीधे पानी में मिलाने पर सख्ती से रोक लगाएं। इससे तत्काल फ्लोक्यूलेशन और एकत्रीकरण हो जाएगा।
SWCNTs फैलाव स्थितियों के प्रति संवेदनशील हैं। सूखा पाउडर खिलाने की अनुशंसा नहीं की जाती है; मिश्रण से पहले का चरण आवश्यक है।
वर्कशॉप का अच्छा वेंटिलेशन सुनिश्चित करें और एनएमपी विलायक वाष्पीकरण के कारण होने वाले ठोस सामग्री बहाव को नियंत्रित करें।
फ़ैक्टरी केस स्टडी:एक उच्च{{0}निकेल एनसीएम बैटरी कंपनी ने शुरू में गलती से अपने एनएमपी कैथोड सिस्टम में पानी आधारित एसडब्ल्यूसीएनटी प्रवाहकीय घोल का उपयोग कर लिया था। दृश्यमान फ़्लोकुलेंट सामग्री घोल में दिखाई दी, जिससे काले धब्बों के कारण बड़े पैमाने पर इलेक्ट्रोड शीट अस्वीकृति हुई। शेडोंग टैनफेंग के एनएमपी तेल आधारित एसडब्ल्यूसीएनटी प्रवाहकीय घोल पर स्विच करने और पूर्व मिश्रण प्रक्रिया का पालन करने के बाद, इलेक्ट्रोड प्रतिबाधा मानकों को पूरा करती है और दोष दर सामान्य हो जाती है।
तृतीय. पानी के लिए उपयुक्त प्रणालियाँ और अनुप्रयोग बिंदु-आधारित SWCNT प्रवाहकीय घोल
पानी आधारित SWCNT प्रवाहकीय घोल विशेष रूप से जलीय मिश्रण के लिए है, जिसका उपयोग ज्यादातर लिथियम बैटरी एनोड में किया जाता है। यह एनएमपी तेल आधारित कैथोड सिस्टम के लिए उपयुक्त नहीं है। इस प्रक्रिया में सीएमसी बाइंडर समाधान के साथ प्रारंभिक मिश्रण की आवश्यकता होती है, बाद में एसबीआर बाइंडर जोड़ा जाता है।
पानी आधारित SWCNT घोल माध्यम के रूप में शुद्ध पानी का उपयोग करता है, जिसमें जलीय वातावरण के अनुकूल फैलाव होता है। यह मुख्य रूप से ग्रेफाइट एनोड और उच्च {{2}सिलिकॉन {{3}सामग्री सिलिकॉन {{4}कार्बन एनोड के लिए है, जो पर्यावरण के अनुकूल जल आधारित एनोड प्रक्रियाओं की वर्तमान प्रवृत्ति के अनुरूप है।
मुख्य अनुप्रयोग परिदृश्य:उच्च {{0}अंत सिलिकॉन {{1}कार्बन एनोड, तेज़ {{2}चार्जिंग ग्रेफाइट एनोड, और माइक्रो {{3}बैटरी एनोड।
मानक मिश्रण प्रक्रिया:
एक समान बाइंडर समाधान तैयार करने के लिए सीएमसी को विआयनीकृत पानी में घोलें।
पानी आधारित SWCNT प्रवाहकीय घोल डालें और कम गति पर पूर्व-फैलाएँ।
ग्रेफाइट/सिलिकॉन {{0}कार्बन सक्रिय पाउडर और सहायक प्रवाहकीय एजेंट जोड़ें, फिर उच्च गति पर फैलाएं।
अंत में, धीमी गति से एसबीआर लेटेक्स डालें और घोल की तैयारी पूरी करने के लिए चिपचिपाहट को समायोजित करें।
उत्पादन सावधानियाँ:
एसबीआर को लंबे समय तक उच्च गति पर पानी आधारित एसडब्ल्यूसीएनटी घोल के साथ नहीं मिलाया जाना चाहिए, क्योंकि इससे लेटेक्स डीमल्सीफिकेशन हो सकता है।
भंडारण के दौरान कम तापमान को जमने से सख्ती से बचाएं; फ़्रीज़-पिघलना चक्र अपरिवर्तनीय रूप से फैलाव प्रणाली को नुकसान पहुँचाता है।
एनएमपी तेल आधारित घोल से संदूषण की अनुमति न दें, क्योंकि इससे फ्लोक्यूलेशन हो जाएगा।
शेडोंग टैनफ़ेंग के जल{{0}आधारित SWCNT प्रवाहकीय घोल को सिलिकॉन {{1}कार्बन एनोड के लिए संशोधित और अनुकूलित किया गया है। यह बार-बार सिलिकॉन कण विस्तार और संकुचन के तहत भी सीएनटी ब्रिजिंग नेटवर्क को बनाए रख सकता है, जिससे सेल को स्थिर चक्र जीवन बनाए रखने में मदद मिलती है।
चतुर्थ. चयन निर्णय के लिए मुख्य आयाम
प्राथमिक चयन मानदंड कारखाने की मौजूदा मिश्रण विलायक प्रणाली है, इसके बाद इलेक्ट्रोड कैथोड है या एनोड। प्रदर्शन केवल सीएनटी संपत्तियों पर आधारित नहीं हो सकता; यदि विलायक वाहक असंगत है तो उच्चतम गुणवत्ता वाले एसडब्ल्यूसीएनटी भी खराब प्रदर्शन करेंगे।
| चयन आयाम | एनएमपी तेल-आधारित एसडब्ल्यूसीएनटी घोल चुनें | पानी आधारित SWCNT घोल चुनें |
|---|---|---|
| विलायक मिश्रण | एनएमपी को विलायक के रूप में उपयोग करता है | विलायक के रूप में शुद्ध जल का उपयोग करता है |
| इलेक्ट्रोड स्थिति | लिथियम बैटरी कैथोड | लिथियम बैटरी एनोड |
| बाइंडर प्रणाली | पीवीडीएफ | सीएमसी-एसबीआर |
| विशिष्ट उत्पाद स्थिति निर्धारण | उच्च-निकल एनसीएम, उच्च-संघनन कैथोड | सिलिकॉन {{0}कार्बन एनोड, तेज़ {{1}चार्जिंग ग्रेफाइट एनोड |
सामान्य ग़लतफ़हमी:कुछ अनुसंधान एवं विकास कर्मियों का मानना है कि कोई भी SWCNT प्रवाहकीय घोल सार्वभौमिक है और बस विलायक वाहक को बदल देता है या उन्हें सीधे मिला देता है। यह अनिवार्य रूप से स्लरी फ्लोक्यूलेशन और इलेक्ट्रोड दोषों की ओर ले जाता है। भले ही सीएनटी कच्चा माल एक ही हो, पानी आधारित और तेल आधारित घोल के लिए फैलाव प्रणाली पूरी तरह से अलग हैं और क्रॉस-उपयोग का समर्थन नहीं करती हैं।
यदि किसी कंपनी को कैथोड और एनोड दोनों विकास की आवश्यकता है, तो शेडोंग टैनफ़ेंग समानांतर छोटे पैमाने पर तुलना परीक्षणों के लिए तेल आधारित और पानी आधारित SWCNT प्रवाहकीय घोल दोनों के नमूने प्रदान कर सकता है, जिससे अनुसंधान एवं विकास परीक्षण और त्रुटि लागत कम हो जाती है।
V. आने वाली सामग्री निरीक्षण और उत्पादन अभ्यास अनुशंसाएँ
एसडब्ल्यूसीएनटी प्रवाहकीय घोल प्राप्त करने पर, ठोस सामग्री और सीएनटी सामग्री के अलावा, एक फॉर्मूलेशन संगतता छोटे पैमाने पर परीक्षण आवश्यक है। पायलट और बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए आगे बढ़ने से पहले कारखाने के बाइंडरों के साथ संगतता की पुष्टि करें।
गोदाम में गलत सामग्री पुनर्प्राप्ति से बचने के लिए यह पुष्टि करने के लिए उत्पाद की फ़ैक्टरी रिपोर्ट की जाँच करें कि क्या यह पानी आधारित या एनएमपी तेल आधारित संस्करण है।
आगमन पर निर्दिष्ट शर्तों के अनुसार भंडारण करें और उपयोग से पहले पूरे ड्रम को अच्छी तरह से {{0}हिलाएं।
प्रयोगशाला में बड़े पैमाने पर परीक्षणों को प्राथमिकता दें, फ़्लोक्यूलेशन या ढेर का निरीक्षण करें, और सुंदरता और इलेक्ट्रोड प्रतिरोधकता का परीक्षण करें।
एक बार जब छोटे पैमाने पर इलेक्ट्रोकेमिकल प्रदर्शन संतोषजनक हो जाए, तो पायलट सत्यापन और फिर बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए आगे बढ़ें।
शेडोंग टैनफ़ेंग की तकनीकी टीम डिबगिंग चक्र को छोटा करने के लिए ग्राहक के मौजूदा फॉर्मूलेशन के आधार पर प्रक्रिया संदर्भ प्रदान कर सकती है, जैसे सरगर्मी गति और पूर्व - मिश्रण अवधि।
एसडब्ल्यूसीएनटी प्रवाहकीय घोल को एनएमपी तेल आधारित और पानी आधारित प्रकारों में विभाजित किया गया है। जबकि सीएनटी का प्रदर्शन समान है, फैलाने वाले और विलायक वाहक पूरी तरह से स्वतंत्र हैं और इन्हें सभी प्रणालियों में मिश्रित नहीं किया जा सकता है। एनएमपी तेल आधारित एसडब्ल्यूसीएनटी घोल एनएमपी मिश्रण और पीवीडीएफ बाइंडर का उपयोग करने वाले कैथोड सिस्टम के लिए उपयुक्त है। पानी आधारित एसडब्ल्यूसीएनटी घोल जलीय मिश्रण और सीएमसी {7} एसबीआर बाइंडर का उपयोग करने वाले एनोड सिस्टम के लिए उपयुक्त है, जो आमतौर पर सिलिकॉन {{8} कार्बन एनोड के लिए होता है। प्राथमिक चयन कारक कारखाने के स्वयं के मिश्रण विलायक और इलेक्ट्रोड प्रकार से मेल खाता है, इसके बाद छोटे पैमाने पर सत्यापन होता है। शेडोंग टैनफ़ेंग के पास सख्त अशुद्धता नियंत्रण और बैच स्थिरता के साथ पानी आधारित और तेल आधारित SWCNT प्रवाहकीय घोल दोनों के लिए बड़े पैमाने पर उत्पादन क्षमताएं हैं, और उच्च अंत बैटरी परियोजनाओं के विकास में सहायता के लिए सहायक प्रक्रिया प्रौद्योगिकी सहायता प्रदान करता है।