TUBALL单壁碳纳米管在锂电池中降低阻抗的作用

发布时间:

2022-09-26


关于OCSiAl和TUBALL单壁碳纳米管
 
OCSiAl
总部位于卢森堡的国际公司全球专业单壁碳纳米管制造商

拥有能够以工业规模合成单壁碳纳米管的可扩展技术,OCSiAl以TUBALL™品牌名称生产高纯度的单壁碳纳米管,目前的产能为每年90吨。2023年上半年,OCSiAl在塞尔维亚贝尔格莱德的单壁碳纳米管合成设施将正式投产,计划年产能为40吨。2025年,OCSiAl在卢森堡的单壁碳纳米管合成设施也将投产。

上海海逸科贸有限公司作为OCSIAL的代理商, 在国内建立浆料生产工厂,海逸单壁碳管浆料工厂,本地化生产为电池企业提供快速的产品供应服务,大大降低电池企业的使用成本。 

 

海逸单壁碳管浆料工厂地址:中国.湖州

现有产能:

水性浆料:4000吨/年

油性浆料:1000吨/年

扩建计划:2024年:20000吨/年

TUBALL

单壁碳纳米管卷起来的单层石墨烯管状结构

具有高导电性、高导热性、高强度和高柔性等特殊性能 – 单壁碳纳米管这些出色的性能能够有效降低锂离子电池电阻。

 

当添加到锂电池材料中时,单壁碳纳米管会形成三维增强的导电网络连接。

 

拉曼光谱检测提供了单壁碳纳米管在

能级缺陷
碳管形态等

方面的质量表征,G/D比是准确反映碳管质量的重要指标,OCSiAl生产的TUBALL单壁碳纳米管G/D比>90, 与市面上供锂电池使用的导电剂对比,TUBALL的G/D比最高。

 

OCSiAl简化了单壁碳纳米管的处理,推进了单壁碳纳米管从实验室到工业规模材料的转变过程,开发了应用于锂离子电池的导电浆料TUBALL BATT。

 

针对正极和负极的运用,目前有两款商业化的产品TUBALL™ BATT分别为油系和水系。

 

油系

是0.4%的单壁碳纳米管和2%的PVDF 

 
水系

是0.4%的单壁碳纳米管和0.6%的CMC

 

 

同时,关于金属杂质,我们正负极均采用纯化后的碳管。目前,粉体金属杂质<1%,浆料中金属杂质<40ppm,能够完好地满足客户的使用需求。

 

 
单壁碳纳米管在正极中的应用
 

由于其独特的性能,单壁碳纳米管的性能优于竞争对手,并在降低电阻、能量密度、附着力以及安全性等方面对锂离子电池的性能具有明显的提升作用。

 

采用传统的导电正极添加剂,如碳黑或多壁碳纳米管难以达到这样的效果。通过电化学阻抗谱,添加0.05% TUBALL单壁碳纳米管到锂电池配方中,电极极化阻抗明显降低。

 

如将NCM 811配方中,对比不同导电添加剂的内阻,显示TUBALL™ 添加量 0.05%时, 极片内阻下降70%,TUBALL™ 添加量 0.1%时,极片内阻下降90%。

 

在1.5Ah的 NCM811/石墨软包电池中,45°C循环测试数据显示,添加单壁碳纳米管在循环过程中能有效抑制DCR增长。

 

单壁碳纳米管在负极中的应用
 

TUBALL单壁碳纳米管包覆硅颗粒表面并在硅颗粒之间建立高导电和持久的连接。通过致密、长程、导电和强韧的连接, 即使硅负极颗粒体积膨胀并产生裂缝,单壁碳纳米管能够在硅 颗粒膨胀时依然保持持久的导电网络通道。这种机制可以防止负极过早失效—单壁碳纳米管有助于将电池使用寿命延长到符合电动汽车制造商的严格要求。

 

 

 

TUBALL™单壁碳纳米管在硅负极的应用,高循环寿命的最佳解决方案。添加单壁碳纳米管的电池,其容量保持率保持在90%以上,1000个循环后,仍旧可保持在80%以上。

 

 

在石墨负极中的电化学阻抗谱显示,和1%导电炭黑相比,TUBALL™ 单壁碳纳米管的导电性能也十分优越。

 

 
 
新型导电浆料
 
此外OCSiAl持续进行新产品TUBALL™ BATT开发,致力于给客户带来更好的产品。

 

总之,OCSiAl的单壁碳纳米管对于三元、LCO等正极材料,硅碳、石墨负极材料等都能有效的降低内阻,提升性能。

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