리튬 배터리 슬러리 혼합 공정에서 CNT 전도성 슬러리는 주류 전도성 첨가제가 되었습니다. CNT 슬러리의 적용 공정, 첨가 비율 및 분산 요구 사항은 음극과 양극 시스템 간에 크게 다릅니다. 많은 리튬 배터리 처리 공장에서는 두 가지 모두에 대해 동일한 공급 매개변수를 적용하기만 하면 높은 전극 시트 내부 저항, 비정상적인 슬러리 유변학 및 표준 이하의 사이클 수명과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. 음극과 양극에 대한 다양한 적용 논리를 명확히 하고 이를 적절한 슬러리 등급과 일치시키는 것이 CNT의 장거리 전도성 네트워크 장점을 완전히 활용하는 데 핵심입니다. Shandong Tanfeng은 리튬 배터리용 CNT 전도성 슬러리의 R&D 및 생산에 중점을 두고 있으며, 양극 및 양극용 맞춤형 제품을 개발하여 배터리 제조업체가 슬러리 제조 공정을 단순화하고{5}}전극 전기화학적 성능을 안정화하는 데 도움을 줍니다.
I. 음극과 양극의 핵심 적용 차이점
음극용 CNT 전도성 슬러리는 NMP 오일- 기반 시스템에 적합한 낮은 첨가량으로 전도성 경로를 구축하는 데 중점을 둡니다. 양극 응용 분야는 흑연 양극과 실리콘- 기반 양극으로 구분되며 석유- 기반 공정과 수성- 기반 공정 모두와 호환됩니다. 실리콘- 기반 양극은 CNT 종횡비 및 슬러리 인성에 대한 요구 사항이 더 높습니다. 동일한 등급의 슬러리를 두 가지 모두에 교환하여 사용해서는 안 됩니다.
양극활물질은 압축밀도가 높습니다. 도전재는 1차적으로 입자 사이의 틈을 채워 내부 저항 상승을 억제합니다. 전도성 외에도 양극은 전도성 경로가 파손되는 것을 방지하기 위해 CNT가 유연한 상호 연결된 네트워크를 형성해야 하는 실리콘- 기반 양극의 경우 재료 부피 팽창을 완충해야 합니다. 다양한 시나리오의 주요 매개변수는 다음과 같습니다.
| 응용 시나리오 | 공통 용매 시스템 | CNT 건량 첨가 | 핵심 목표 | 일반적인 위험 | 참조 기준 |
|---|---|---|---|---|---|
| NCM(3원) 음극 | NMP 오일-기반 | 0.2%‑0.6% | 낮은 부반응, 균일한 분산, 압축에 영향 없음 | 전극에 검은 반점을 일으키는 응집, 높은 임피던스 | 리튬 배터리 산업 전도성 에이전트 응용 매뉴얼 |
| LFP 음극 | NMP 오일-기반 | 0.3%‑0.8% | 입자 접촉 개선, 속도 성능 향상 | 슬러리의 점도 변동이 크고 코팅 면적 밀도가 불안정합니다. | GB/T 33818‑2017 |
| 기존 흑연 양극 | 수성-기반 | 0.15%‑0.4% | 양극 내부 저항 감소, 사이클링 개선 | 분산 불량으로 인한 리튬 도금 위험 | 생산라인 통계 데이터 |
| 실리콘-탄소 복합 양극 | 물/NMP 호환 | 0.4%‑1.0% | 유연한 전도성 네트워크, 볼륨 확장에 견딜 수 있음 | CNT 부족으로 인한 급속한 사이클링 붕괴 | 실험실 및 전원 배터리 파일럿 데이터 |
Shandong Tanfeng은 다양한 시나리오에 맞게 제품을 세분화합니다. FB 시리즈는 배터리 부반응을 줄이기 위해 엄격한 불순물 제어 기능을 갖춘 오일- 기반 음극용으로 설계되었습니다. FB 수성- 기반 시리즈는 흑연 및 실리콘-탄소 양극에 적합하며 우수한 분산 안정성을 제공하고 수성 슬러리-제조 환경에 적합하므로 고객이 분산 프로세스를 반복적으로 조정할 필요가 없습니다.
II. 리튬 배터리 음극에 CNT 전도성 슬러리를 사용하는 방법
음극 사용의 경우 CNT 전도성 슬러리는 활성 분말과 직접 건식-혼합하지 않고 사전{0}}혼합 방법을 통해 첨가하는 것이 바람직합니다. 고전압 음극 작동 조건에 맞게 슬러리 미세도와 불순물 함량을 제어하는 데 중점을 두고 있습니다.
음극 생산에서는 주로 NMP 용매 시스템을 사용합니다. 표준 운영 절차는 다음과 같습니다.
바인더 PVDF를 NMP에 완전히 용해시켜 바인더 용액을 준비합니다.
CNT 전도성 슬러리를 추가하고 낮은 속도로 저어 미리 혼합하면 CNT가 바인더 용액에 초기에 분산될 수 있습니다.
양극 활물질과 카본블랙 도전제를 순차적으로 첨가한 후 고속 분산을 위해 교반 속도를 높이세요.-
점도와 섬도가 기준을 만족하면 슬러리를 여과하여 코팅 공정으로 옮깁니다.
주요 운영 포인트:
CNT 전도성 슬러리를 고-고체-함유 건조 분말에 직접 붓지 마십시오. 쉽게 응집될 수 있습니다.
NCM 시스템의 경우 배터리 자체 방전을 방지하기 위해 금속 불순물을 엄격하게 제어합니다.- Shandong Tanfeng의 양극{2}}특정 슬러리는 철, 구리와 같은 금속 불순물을 엄격하게 제어하여 배송 전 다단계 정화 및 여과 과정을-거칩니다.
LFP 시스템의 경우, 카본 블랙과 함께 CNT를 사용하면 속도 성능과 비용의 균형을 맞출 수 있어 카본 블랙만 사용하는 것보다 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.
공장 피드백에 따르면 일부 회사에서는 CNT 슬러리를 공정에서 너무 늦게 추가하거나 혼합 시간이 부족한 고속 혼합 탱크에 추가한다고 합니다. 이로 인해 불완전한 CNT 풀림이 발생하여 전극 시트의 국부적으로 높은 임피던스가 발생하고 속도 테스트 중에 전압 강하가 발생합니다. 먹이는 순서를 조정하는 것이 필요합니다.
III. 리튬 배터리 양극에 CNT 전도성 슬러리를 사용하는 방법
흑연과 실리콘-탄소 양극 모두 CNT 전도성 슬러리를 사용할 수 있습니다. 수- 기반 양극이 주류입니다. 공급 순서는 CMC 바인더 용액과의 사전{4}}혼합을 우선시해야 합니다. 실리콘-탄소 양극의 경우 건조-염기 첨가량을 적절하게 늘려야 하며, 슬러리 유변학과 탄성에 주의를 기울여야 합니다.
표준 슬러리-수성 흑연 양극 제조 공정-:
CMC를 순수한 물에 녹여 결합제 용액을 준비합니다.
CNT 전도성 슬러리를 추가하고 균일해질 때까지 저속으로 혼합합니다.
흑연/실리콘-탄소활물질과 전도성 카본블랙을 첨가한 후 고속-분산을 수행합니다.
마지막으로 SBR 바인더를 넣고 저속으로 섞어 점도를 조절하면 음극 슬러리 준비가 완료됩니다.
중요 프로세스 세부정보:
SBR 라텍스는 CNT 전도성 슬러리와 고속으로 장시간 혼합하면 안 됩니다. 이는 항유화를 유발할 수 있습니다. 낮은 속도로 공정 마지막에 추가해야 합니다.
기존 흑연 양극의 건조염기 첨가량은 지나치게 높을 필요가 없습니다. 과다 복용하면 바인더 비율이 압박되어 전극 시트 분말이 흘러 나올 수 있습니다.
실리콘-탄소 양극의 실리콘 재료는 큰 팽창을 나타냅니다. 그들은 유연한 네트워크를 형성하기 위해 상호 연결되는 CNT에 의존합니다. 따라서 유사한 조건에서 기존 흑연 음극에 비해 첨가량이 더 높다.
Shandong Tanfeng의 FB 수-기반 CNT 전도성 슬러리는 수성-기반 양극 시스템과 호환되며 응집 위험을 최소화하면서 CMC 및 SBR과 우수한 호환성을 보여줍니다. 많은 실리콘-탄소 양극 제조업체가 이 등급을 직접 채택하여 제제 개발 시간을 단축합니다.
IV. 음극 및 양극에 CNT 전도성 슬러리를 사용할 때의 일반적인 함정
등급을 부적절하게 혼합하고, 잘못된 공급 순서를 사용하고, 첨가량을 맹목적으로 늘리는 것은 CNT 슬러리를 양극과 양극에 적용할 때 가장 흔히 발생하는 세 가지 문제입니다. 이는 비정상적인 슬러리 및 배터리 성능을 직접적으로 유발할 수 있습니다.
| 문제 현상 | 근본 원인 | 대책 |
|---|---|---|
| 음극 슬러리의 미세 입자/검은 점 | 음극용 양극{0}}등급 슬러리 사용; 호환되지 않는 분산제 시스템; 수유 중 혼합 시간이 부족함 | 음극{0}}특정 슬러리로 전환하세요. 사전 혼합 절차를-최적화합니다. 여과 스크리닝 증가 |
| 수성-기반 양극 슬러리의 응집 및 응집 | CNT 슬러리와 SBR의 직접 고속-혼합 | 먼저 CMC 용액과 CNT를 미리 혼합합니다. 나중에 저속으로 SBR 추가 |
| 양극의 급속한 순환 감퇴 및 용량 손실 | 실리콘-탄소 양극에 대한 CNT 첨가가 충분하지 않습니다. 깨진 전도성 네트워크 | CNT 건조-기본 비율을 높입니다. 높은-종횡비-비율, 양극-특정 슬러리 선택 |
| 음극 전극 시트의 높은-자체 방전 | 슬러리의 과도한 금속 불순물 | 엄격한 불순물 관리를 갖춘 제조업체의 제품을 선택하십시오. 철저한 입고 자재 검사 수행 |
단순성을 추구하는 많은 공장에서는 음극과 양극 모두에 한 가지 유형의 CNT 슬러리를 사용합니다. 그러나 시스템마다 분산제와 불순물 사양이 다릅니다. 처음에는 문제가 나타나지 않을 수도 있지만 대량 생산 중에는 자체 방전 및 사이클링 이상과 같은 문제가 표면화됩니다. Shandong Tanfeng은 불일치 등급으로 인한 생산 손실을 방지하기 위해 고객의 배터리 화학을 기반으로 등급 선택 권장 사항을 제공합니다.
V. 입고 자재 검사 및 공정 시험에 대한 권장 사항
생산 전에 입고되는 자재를 검증하는 것이 중요합니다. 솔리드 컨텐츠 사양에만 의존하지 마십시오. 소규모 시험에서 정밀도, 저항성 및 호환성 테스트를 결합하여 생산 규모를 확대하기 전에 특정 혼합 장비에 대한 적합성을 확인하세요.
CNT 전도성 슬러리 샘플을 받으면 먼저 공장 테스트 보고서를 확인하고 고형분 함량, CNT 함량, 금속 불순물 및 순도에 주의하세요.
생산 라인 프로세스를 모방한 소규모{0}}슬러리 실험을 수행합니다. 응집이나 응집을 관찰하고 슬러리의 점도와 전극 시트 저항성을 테스트합니다.
소규모-전기화학 테스트가 통과되면 점진적으로 파일럿 테스트로 확장하고 최종적으로 대량 생산에 들어갑니다.
제조업체의 보관 요구사항을 준수하여 적절한 밀봉 및 온도 제어를 보장하고 사용하기 전에{0}}슬러리를 완전히 다시 저어주세요.
Shandong Tanfeng은 협력 고객에게 시험 샘플을 제공하고 기술 지원을 제공할 수 있습니다. 우리 팀은 고객의 기존 장비에 맞게 공급 순서, 교반 속도 및 혼합 기간에 대해 조언을 제공하여 제형 디버깅 주기를 단축하는 데 도움을 줄 수 있습니다.
리튬 배터리 양극 및 음극에 CNT 전도성 슬러리를 적용하는 것은 일반화될 수 없습니다. 음극은 주로 NMP 오일- 기반 시스템을 사용하여 낮은 불순물과 합리적으로 낮은 첨가 수준을 추구합니다. 양극은 주로 수성- 기반 시스템을 사용하며, 실리콘-탄소 양극은 CNT로 구축된 유연한 전도성 네트워크에 더 큰 중요성을 부여합니다. 서로 다른 시스템 등급을 임의로 혼합하는 것을 피하고 공급 순서와 교반 과정을 엄격하게 제어하는 것이 중요합니다. 적절한 CNT 전도성 슬러리를 선택하고 이를 소규모{7}}규모 검증과 결합하는 것이 CNT 전도성의 장점을 완전히 실현할 수 있는 유일한 방법입니다. Shandong Tanfeng은 리튬 배터리 제조업체가 안정적인 생산을 달성할 수 있도록 공정 솔루션과 함께 양극 및 음극 전용 CNT 전도성 슬러리로 구성된 포괄적인 제품 매트릭스를 제공합니다.