Проводящая паста из углеродных нанотрубок в основном используется для проводящих добавок для литиевых батарей (самый крупный рынок, где для создания эффективной проводящей сети требуется всего 0,5%-1,5% катодного материала), покрытий для электромагнитной защиты (эффективность экранирования 30 дБ достигается при добавлении 1%), проводящих пластиков/маточных смесей (антистатическая упаковка, топливопроводы), суперконденсаторов (улучшение удельной мощности) и гибкой электроники (сгибаемые проводящие цепи). Преимущества проводящих добавок из углеродных нанотрубок значительны: их количество, необходимое для достижения того же проводящего эффекта, составляет всего от 1/6 до 1/2 от количества традиционных проводящих добавок, при этом улучшаются скоростные характеристики и срок службы. Компания Shandong Tanfeng New Material производит полную серию порошков и проводящих паст из углеродных нанотрубок высокой чистоты и стабильных партий и в настоящее время поставляет их на новый энергетический рынок оптом.
1. Проводящая добавка для литиевых батарей: крупнейший рынок применения
Заключение:Проводящая паста из углеродных нанотрубок имеет наибольшую долю применения в области литиевых батарей. Для создания эффективной трехмерной проводящей сети требуется всего 0,5 %-1,5 %, что значительно увеличивает емкость аккумулятора и срок его службы.
Наиболее важным и зрелым применением проводящей пасты из углеродных нанотрубок является использование в качестве проводящей добавки для литиевых батарей. В отличие от традиционной гранулированной проводящей сажи (Super-P), углеродные нанотрубки имеют сверх-высокое соотношение сторон (до 1000:1 или выше), что позволяет им «мостировать» между активными материалами положительного и отрицательного электрода, образуя проводящую сеть-дальнего радиуса действия.
Основные преимущества:
| Сравнительный размер | Традиционная проводящая добавка технического углерода | Проводящая добавка из углеродных нанотрубок |
|---|---|---|
| Сумма добавления | 3%-5% | 0.5%-1.5% |
| Эффективность проводимости | Точечный контакт, прерывистая сеть | Линейный контакт, трехмерная-сеть |
| Внутреннее сопротивление батареи | Относительно высокий | Значительно уменьшено |
| Оцените возможности | Средний | Значительно улучшено |
| Плотность энергии | Ограничено количеством проводящей добавки | Может увеличить долю активного материала |
Для достижения такого же проводящего эффекта количество необходимых углеродных нанотрубок составляет всего от 1/6 до 1/2 от количества традиционных проводящих агентов.
Производительность в конкретных аккумуляторных системах:
| Тип батареи | Эффект |
|---|---|
| Литий-железо-фосфатный аккумулятор (LFP) | Значительно снижает внутреннее сопротивление батареи, повышает производительность и срок службы батареи. |
| Тройная (NCM) батарея | Улучшает производительность обработки катодных электродов, предотвращает поломку валков при прессовании и высыпание порошка. |
| Литий-кобальтовая батарея (LCO) | Может увеличить плотность уплотнения катода до 4,15 г·см⁻³, улучшая плотность энергии. |
GGII прогнозирует, что к 2030 году поставки порошка проводящих добавок в виде углеродных нанотрубок в Китае достигнут 41 000 тонн, что соответствует размеру рынка пасты в 680 000 тонн (рассчитано при содержании твердых веществ 6%), а совокупный годовой темп роста (CAGR) составит 26,7% с 2024 по 2030 год. Развитие технологий быстрой-зарядки в направлении 4C/6C и новых систем, таких как поскольку полу-твердотельные/полностью-твердотельные-батареи будут продолжать стимулировать спрос на проводящую пасту из углеродных нанотрубок.
2. Электромагнитные экранирующие покрытия: защищают электронные устройства от «помех»
Заключение:Электромагнитные экранирующие покрытия с добавлением 1% углеродных нанотрубок могут обеспечить эффективность экранирования более 30 дБ в широком диапазоне частот, одновременно отвечая комплексным требованиям к адгезии, твердости и стойкости к солевому туману.
Поскольку количество электронных устройств становится все более плотным, электромагнитные помехи стали серьезной проблемой - "жужжащий" звук, который издает телефон, когда он находится рядом с динамиком, является проявлением электромагнитных помех. Проводящая паста из углеродных нанотрубок может служить проводящим наполнителем для электромагнитных экранирующих покрытий, наносимых на внутреннюю часть корпусов устройств для «блокирования» электромагнитных волн.
Данные производительности:
Исследование 2020 года показало, что покрытие из эпоксидной смолы, содержащее 1 мас.% углеродных нанотрубок и 35% медного порошка с серебряным-покрытием, обеспечивает общую эффективность экранирования более 30 дБ в диапазоне частот от 14 кГц до 1,5 ГГц, а также соответствует:
| Требование | Производительность |
|---|---|
| Адгезия | 1 класс |
| Твердость карандаша | 4H |
| Устойчивость к солевому туману | Никаких вздутий, отслоений и трещин после 500 часов. |
Что это значит?Эффективность экранирования 30 дБ соответствует блокировке 99,9% энергии электромагнитных волн -, достаточной для удовлетворения требований электромагнитной совместимости большинства электронных устройств.
Кроме того, существует запатентованная технология, позволяющая комбинировать одно-углеродные нанотрубки с проводящим полианилином для получения покрытий на водной-электромагнитной основе, защищающих от электромагнитных помех, с более низкими производственными затратами и большей экологичностью.
3. Проводящие пластики/маточные смеси: делаем пластик «проводящим»
Заключение:Проводящую пасту из углеродных нанотрубок можно предварительно-диспергировать и превращать в токопроводящие маточные смеси, которые затем добавляют в пластмассы для изготовления анти-статической упаковки, автомобильных топливопроводов, корпусов электронных устройств и многого другого.
Пластмассы по своей природе являются изоляторами, но во многих случаях они должны быть проводящими, - например, корпуса горнодобывающего оборудования требуют анти-статических свойств, а автомобильные топливопроводы должны быть антистатическими,-чтобы предотвратить воспламенение топлива искрами.
Проводящую пасту из углеродных нанотрубок можно сначала смешать с пластиковой матрицей (такой как PA6, PA12, PP и т. д.) для получения проводящей маточной смеси, которая затем подвергается литью под давлением в конечные продукты. Эта форма «маточной смеси» делает более удобным использование последующих заказчиков, - им не нужно самостоятельно обрабатывать нано-порошок; они просто добавляют его пропорционально своему сырью.
Основная продукция Shandong Tanfeng включает в себя проводящие маточные смеси из углеродных нанотрубок, широко используемые в области проводящих пластмасс. Их основное преимущество заключается в том, что для придания пластику антистатического уровня проводимости (10⁶-10⁹ Ом/кв.) требуется всего лишь 2-3% добавления углеродных нанотрубок.
4. Суперконденсаторы и устройства хранения энергии: повышение плотности мощности
Заключение:Проводящую пасту из углеродных нанотрубок можно использовать в качестве электродного материала или проводящей добавки для суперконденсаторов, используя преимущества ее высокой удельной поверхности и одномерной проводящей сети для значительного улучшения удельной мощности.
Суперконденсаторы — это устройства хранения энергии, занимающие промежуточное положение между батареями и традиционными конденсаторами, характеризующиеся чрезвычайно высокой плотностью мощности (очень быстрый заряд/разряд) и чрезвычайно длительным сроком службы (сотни тысяч циклов). Добавление углеродных нанотрубок может:
Действует как проводящая добавка, снижая внутреннее сопротивление электрода.
Действует как каркасный материал, создавая трехмерную пористую структуру.
Быть составным с активированным углем, графеном и т. д. для улучшения удельной емкости.
Композитная паста графен/углеродные нанотрубки с высокой-проводимостью широко применялась в области суперконденсаторов.
5. Гибкая электроника и прозрачные проводящие пленки: сгибаемые «электронные чернила»
Заключение:Проводящая паста из углеродных нанотрубок может быть покрыта для изготовления гибких прозрачных проводящих пленок для использования в гибких электронных устройствах, таких как сенсорные экраны и гибкие датчики.
В традиционных прозрачных проводящих пленках используется материал из оксида индия и олова (ITO), недостаток которого заключается в том, что он хрупкий - и трескается при сгибании. Проводящую пасту из углеродных нанотрубок можно наносить на гибкие подложки, такие как ПЭТ, для образования гибких прозрачных проводящих пленок.
Композитная паста графена и углеродных нанотрубок с высокой-проводимостью компании Shandong Tanfeng имеет проводимость покрытия 400–600 См/см, а также обладает хорошей механической гибкостью, что делает ее подходящей для гибких датчиков, гибких дисплеев и многого другого.
Высококачественную проводящую пасту на основе {{0}углеродных нанотрубок наноразмерной воды-также можно использовать для:
Датчики:Использование пьезорезистивного эффекта УНТ для изготовления носимых тензодатчиков.
Нанотрубные композиты:Придание проводящей функциональности композитным материалам посредством наполнения или покрытия.
6. Новый материал Шаньдун Танфэн: «Источник энергии» проводящей пасты из углеродных нанотрубок.
Компания Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. может поставлять порошки углеродных нанотрубок и проводящие пасты с чистотой не менее 98% и стабильными партиями, выступая в качестве основного поставщика в цепочке производства проводящих паст.
Первичным продуктом производства проводящей пасты из углеродных нанотрубок является высококачественный-порошок углеродных нанотрубок. Shandong Tanfeng New Material Technology Co., Ltd. является именно «источником энергии» этой отраслевой цепочки.
Краткий обзор основных преимуществ:
| Размер преимущества | Прочность нового материала Tanfeng |
|---|---|
| Матрица продуктов | Много-/одностенные-/двустенные-порошки углеродных нанотрубок, кремниевые-углеродные анодные материалы, проводящая паста |
| Чистота продукта | Больше или равно 98 %, хорошая стабильность партии. |
| Процессы подготовки | метод CVD, метод дугового разряда, метод лазерной абляции; управление несколькими-процессами |
| Емкость поставок | 200 тонн/месяц; первая фаза производственного проекта уже завершена |
| Макет приложения | Семь основных направлений: транспортные средства на новой энергии, современные полимерные материалы, аэрокосмическая промышленность, железнодорожный транспорт, ветроэнергетика, хранение водородной энергии. |
Продукция компании была представлена на международных выставках, таких как CHINAPLAS. Она может поставлять проводящие пасты как на-, так и на водной-основе, обладающие хорошей текучестью, стабильной дисперсией и простотой использования для клиентов.
Резюме: Краткий обзор пяти основных применений проводящей пасты из углеродных нанотрубок
| Область применения | Основная функция | Типичная сумма добавления | Ключевой эффект |
|---|---|---|---|
| Проводящая добавка для литиевых батарей | Создает трехмерную-проводящую сеть | 0.5%-1.5% | Уменьшенное внутреннее сопротивление, улучшенная скорость |
| Электромагнитное защитное покрытие | Поглощает/отражает электромагнитные волны | 1%-5% | Эффективность экранирования 30 дБ |
| Проводящий пластик/маточная смесь | Придает антистатические-свойства пластику. | 2%-5% | Соответствует требованиям ESD |
| Суперконденсатор | Снижает внутреннее сопротивление, повышает удельную мощность | 1%-5% | Повышенная удельная мощность |
| Гибкое электронное устройство | Гибкий прозрачный проводящий слой | Нанесение покрытия | Проводимость 400-600 См/см. |
Краткое содержание-одного предложения:Основная ценность проводящей пасты из углеродных нанотрубок заключается в достижении огромного скачка производительности с минимальными добавками -, будь то батареи, покрытия или пластики. Компания Shandong Tanfeng New Material с производственной мощностью 200 тонн в месяц и чистотой не менее 98 % поставляет высококачественное-сырье для углеродных нанотрубок для этих пяти основных сценариев применения.