天瑞德:CNT浆料及分散剂等锂电材料的现场制备,是提升锂电池性能的关键环节。

发布于: 2026-02-28 17:33
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CNT浆料及分散剂等锂电材料的现场制备,是提升锂电池性能的关键环节。其核心在于‌粉体分散工艺、设备选型与分散剂优化‌的协同配合。

‌一、CNT浆料现场制备的核心流程‌

CNT浆料的现场制备通常包括以下三个阶段:

1. ‌润湿阶段‌:溶剂与CNT粉体表面充分接触,排出团聚体中的空气,由溶剂取代。

2. ‌分散阶段‌:通过机械剪切力(如高速搅拌、研磨)打破CNT管束,实现单根或小束分散。

3. ‌稳定化阶段‌:分散剂吸附在CNT表面,形成空间位阻或静电斥力,防止二次团聚。

此过程需严格控制‌加料顺序、剪切强度、温度和时间‌,以避免CNT过度断裂而降低长径比,影响导电性

‌二、关键设备与技术路线‌

目前主流的现场制备设备包括:

1. ‌高速分散机 + 胶体磨/均质机‌:适用于中小规模或中试产线,可有效处理高粘度体系

2. ‌循环式高效制浆系统‌(如天瑞德NMP回收及现场纯化闭合管理方案):

1溶剂与粉体逐步投入,保持低粘度;

2浆料多次循环通过高剪切区,确保均匀性;

3支持高固含量(>30%),适合大规模连续生产

3. ‌立式研磨分散机‌:专为CNT设计,可处理大流量、高粘度浆料,同时保护CNT结构不被破坏

4. ‌双螺杆连续制浆系统‌:集成干混、捏合、分散、除气于一体,适合TWh级量产,占地小、能耗低

天瑞德CNT分散制浆系统已实现30%以上成本降低‌,并适用于磷酸铁锂等主流体系

‌三、分散剂的选择与作用‌

分散剂对CNT的稳定分散至关重要。常用类型包括:

1. ‌高分子型‌:如CMC(羧甲基纤维素)、PAA(聚丙烯酸),通过‌空间位阻‌稳定颗粒

2. ‌离子型表面活性剂‌:如SDBS(十二烷基苯磺酸钠),提供‌静电斥力‌‌

3. ‌专用分散剂‌:如Hypermer KD-1HAPBI-3等,可提升石墨烯/CNT/炭黑复合浆料的导电性

4. 分散剂用量通常为CNT质量的‌5%~20%‌,需通过实验优化以平衡分散效果与电极阻抗

‌四、现场制备的优势与挑战‌

‌优势‌:

1. 避免浆料储存过程中的沉降或团聚;

2. 可根据电极配方灵活调整固含量与粘度;

3. 减少运输与仓储成本 

‌挑战‌:

1. CNT比表面积高(可达460 m²/g),极易团聚,需强剪切与高效分散剂

2. 对设备清洁度要求高,金属杂质可能引发微短路

3. 干法工艺中,CNT粉体需预先处理以适应无溶剂环境

 

‌五、前沿进展:干法CNT即用型粉体‌

天瑞德是NMP溶剂厂内闭合循环利用方案的始创者,该系统可在锂电厂内完成NMP废液的纯化再生及CNT浆料、分散剂等多种锂电材料的现场制备,可极大地降低锂电池的生产成本。天瑞德推出‌干法电极用即用型CNT粉体‌,通过专有技术控制团聚,可直接用于干法电极,无需制浆:

1. 能量密度提升8%‌;

2. 循环寿命提升30%‌;

3. 已通过各大锂电企业认证

该技术有望减少溶剂使用,推动绿色制造。

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