1. „Geneetilised erinevused” kahe akutüübi vahel
Ehkki nii tahkis-akud kui ka naatrium-ioonakud on järgmise-põlvkonna akutehnoloogiatena tähelepanu keskpunktis, on nende CNT-de nõudmise põhiloogika täiesti erinev.
Tahkis{0}}patareide eesmärk on "ohutuma ja suurema energiatarbega" - vedelate elektrolüütide asendamine tahkis-elektrolüütidega, et lahendada põhimõtteliselt termilise äravoolu probleem. Kompromiss- on aga kehv tahke-liidese kontakt ja madal ioonide transporditõhusus, mis on tahkis{6}}akude industrialiseerimise suurimaks takistuseks.
Naatrium-ioonakude eesmärk on "odavam ja säästvam" - naatriumiressursse on palju ja hind on palju madalam kui liitiumil. Kompromiss-on see, et naatriumi ioonraadius on 34% suurem kui liitiumil, mis muudab interkalatsiooni ja deinterkalatsiooni keerulisemaks. Lisaks on materjalide sisemine elektrijuhtivus nõrk, mille tulemuseks on oma olemuselt madal energiatihedus.
Nende kahe akutüübi erinevad "geenid" määravad CNT-de täiesti erineva rolli.
2. Tahkis-patareid: SWCNT-d on "võtme võimaldav materjal"
2.1 Kolm peamist tahkis{1}}akude kitsaskohta
Tahkis{0}}akude viimine laborist masstootmisse seisab silmitsi kolme peamise väljakutsega:
| Pudelikael | Spetsiifiline manifestatsioon |
|---|---|
| Kõrge liidese takistus | Ebapiisav kontakt tahke elektrolüüdi ja elektroodi vahel; ioonide transport on takistatud |
| Madal ioonide/elektronide transpordi efektiivsus | Vedela elektrolüüdi niisutamise puudumine; mittetäielik juhtiv võrk |
| Halb mehaaniline stabiilsus | Mahu muutused laadimise/tühjenemise ajal põhjustavad liidese delaminatsiooni |
2.2 SWCNT-de ainulaadne väärtus
Shandong Tanfengi uuringud näitavad, et SWCNT-d suudavad süstemaatiliselt lahendada need kolm kitsaskohta:
Esiteks kolmemõõtmelise juhtiva{0}}võrgu ehitamine.SWCNT-del on ühedimensiooniline nanostruktuur ja ballistiliste elektronide transpordi omadused ning nende elektrijuhtivus on 1000 korda suurem kui vasel. Vaid väikese lisandiga võivad need moodustada elektroodis kolmemõõtmelise pideva juhtiva võrgu, parandades oluliselt tahkispatareide elektrijuhtivust ja vähendades sisemist takistust.
Teiseks, liidese kontakti parandamine.SWCNT-de suur paindlikkus võimaldab neil täpselt järgida elektroodi ja elektrolüüdi vahelisi mikro-skaalapilusid, vähendades kontakti kadusid ja alandades tõhusalt liidese takistust.
Kolmandaks, puhverdusmahu suurendamine.Räni{0}}põhiste anoodide maht suureneb laadimise/tühjenemise ajal kuni 300%, mis võib kergesti viia osakeste peenestumiseni ja struktuuri kokkuvarisemiseni. SWCNT-d võivad moodustada räniosakeste vahel paindliku tugivõrgu, mis toimib "nano-vedrudena", et neelata pingeid, säilitada elektroodide terviklikkust ja pikendada oluliselt aku tööiga.
2.3 Tööstuslik valideerimine: Shandong Tanfeng on juba rakendanud
Suuremad kodumaised ettevõtted, kes uurivad ja arendavad tahkis{0}}/pool{1}}tahke-akusid, on Shandong Tanfengi kliendid. Ettevõte omab teatud osa CNT-tarnest-solid-state patareide valdkonnas ja tarnib seotud tooteid mitmele välismaisele tahkis-{5}}patareide tootjale.
Peamine järeldus:Tahkis{0}}patareide puhul on SWCNT-d "peab-oma", mitte "tore-on-".
3. Naatrium-ioonakud: CNT-d on jõudluse parandajad
3.1 Naatrium{1}}ioonakude juhtivuse väljakutse
Naatrium{0}}ioonakudes kasutatavatel materjalidel on nõrk elektrijuhtivus ja madal energiatihedus. Seetõttu vajavad nad vastavalt kohanemiseks paremaid juhtivaid lisandeid, vähendades ruumi hõivamist, suurendades mahulist energiatihedust ja moodustades tõhusa juhtiva võrgu.
Akadeemilised uuringud on kinnitanud ka CNT-de olulist rakendusväärtust naatrium{0}}ioonakudes. Süsinikmaterjale, millel on kõrge elektrijuhtivus, struktuurne mitmekesisus ja madal hind, on laialdaselt uuritud kasutamiseks anoodidena naatrium-ioonakudes. CNT-d oma suure eripinna ja suurepärase elektrokeemilise jõudlusega on pälvinud märkimisväärset tähelepanu naatrium-ioonakude valdkonnas.
3.2 Põhinõuded CNT-de naatrium-ioonakudele
Erinevalt tahkis{0}}akudest kajastuvad CNT-de naatrium-ioonakude nõuded peamiselt järgmistes aspektides:
| Nõude mõõde | Konkreetne sisu |
|---|---|
| Juhtiva võrgu ehitus | Kompenseerib materjalide olemuslikult nõrka elektrijuhtivust |
| Hinda võimekuse parandamist | Parandab naatriumioonide interkalatsiooni/deinterkalatsiooni kineetikat |
| Energiatiheduse kompenseerimine | Saavutab piiratud ruumis suurema võimsuse |
Suuremad tootjad, kes praegu uurivad naatrium{0}}ioonakusid, on ettevõtte kliendid ja mõned kliendid on juba kasutanud ettevõtte SWCNT tooteid oma naatriumakude uurimis- ja arendusprogrammides.
See tähendab, et isegi "odava -kuluga" naatrium-ioonaku jaoks on tipptasemel-lahenduste jaoks vaja nende toetamiseks ka suure jõudlusega-SWCNT-sid.
4. Kasutamise võrdlus: CNT-de nõudluse intensiivsus erinevates süsteemides
Räni{0}}süsinikanoodide ja suure-nikliga kolmekomponentsete katoodide kahel kasutusstsenaariumil on kõrgemad jõudlusnõuded ja seetõttu on vaja suuremaid CNT-sid.
Selle hinnangu loogika on selge:
Tahkis{0}}akudhõlmavad keerulisi probleeme, nagu kindlad{0}}liidesed ja mahu suurendamine, mille tulemuseks on suurim nõudlus CNT-de (eriti SWCNT-de) järele.
Naatrium{0}}ioonakud, kuigi juhtivuse parandamiseks on vaja CNT-sid, on nende üldised jõudlusnõuded leebemad kui räni-süsinikanoodide ja suure-niklisisaldusega kolmikkatoodide puhul ning seetõttu on vaja suhteliselt väiksemaid koguseid.
Tehnoloogia tegevuskava vaatenurgast ja materjalide põhiomadustest lähtuvalt on kõrgete jõudlusnõuetega tehnoloogilistel marsruutidel, nagu tahkis{0}}akud, suurem nõudlus SWCNT toodete järele.
5. Valikujuhend: üks tabel teie valiku mõistmiseks
| Aku tüüp | Põhiväljakutse | CNT-de roll | Soovitatav tüüp | Kasutustrend |
|---|---|---|---|---|
| Tahkis{0}}olek | Kõrge liidese takistus, halb{0}}tahke kontakt | Ehitage juhtiv võrk, suurendage puhvri mahtu, parandage liidest | Peamiselt SWCNT-d | Suur nõudlus, pidevalt kasvav |
| Pool{0}}tahke-olemus | Liidese stabiilsus | Sama mis pooljuht{0}}, veidi madalamate nõuetega | SWCNT + MWCNT hübriid | Suhteliselt suur nõudlus |
| Naatrium{0}}ioon | Nõrk juhtivus, madal energiatihedus | Parandage juhtiva võrgu tõhusust | Peamiselt SWCNT-d ({0}}tigemale tasemele) | Mõõdukas, kasvab koos industrialiseerimisega |
| Tavaline liitium{0}}ioon | Juhtivate lisandite asendamine | Asendage tahm, parandage kiirust | Peamiselt MWCNT-d | Püsiv kasv |
Kokkuvõte ühes lauses:
Tahkis{0}}patareid:SWCNT-d on olulised, nende kasutusala ja suur nõudlus.
Naatrium{0}}ioonakud:CNT-sid (eriti SWCNT-sid) on vaja jõudluse parandamiseks, kuid vajalik kogus on suhteliselt väiksem.
6. Shandongi Tanfengi eelised
Professionaalse CNT-tootjana pakub meie üldine paigutus pooljuhtaku-ja naatrium-aku valdkonnas järgmisi eeliseid.
Esiteks täielik tootesarja katvus.Pakume nii SWCNT kui ka MWCNT tooteid, mis vastavad erinevate tehnoloogiliste marsruutide vajadustele, nagu tahkis{0}}patareid, pool-tahke-akud ja naatrium-ioonakud.
Teiseks juhtiv industrialiseerimise valideerimine.Meie SWCNT tooteid on proovinud mitmed juhtivad tahkis{0}}aku- ja naatrium-akusid tootvad ettevõtted. Mõned on juba saavutanud väikeseid-partii saadetisi ja meie klientide valideerimise edenemine on juhtpositsioonil.
Kolmandaks tootmisvõimsuse tagamine.SWCNT tootmisvõimsuse pideva laiendamisega saame pakkuda klientidele stabiilse partii{0}mahus tootetarnimist, pakkudes materjalitagatist tahkis-akude ja naatrium-ioonakude industrialiseerimiseks.
Neljandaks, rakenduse tehniline tugi.Võttes arvesse tahkis{0}}akude ja naatrium-ioonakude erivajadusi, pakume kõikehõlmavat tehnilist tuge,-alates dispergeerimisprotsessidest ja koostise optimeerimisest kuni rakkude testimiseni-, aidates klientidel materjalide kiiret integreerimist lõpule viia.
Praegu kasutatakse meie CNT-tooteid laialdaselt uutes energiasõidukites, energiasalvestuses, olmeelektroonikas ja muudes valdkondades. Kuna tahkis-akude ja naatrium-ioonakude industrialiseerimine kiireneb, ootame koostööd rohkemate klientidega, et edendada järgmise-põlvkonna akutehnoloogiate kasutuselevõttu.