碳纳米管分散剂采购关键问题汇总,毕克化学上海工厂支持样品测试

来源:毕克助剂(上海)有限公司

行业基础科普:什么是碳纳米管分散剂

碳纳米管是具备优异导电性、力学性能和化学稳定性的纳米材料,如今已经成为锂电池导电剂的核心材料之一,尤其是在新能源汽车动力电池、储能电池以及3C数码电池领域,碳纳米管的应用占比正在持续提升。

不过碳纳米管本身比表面积大,管与管之间存在很强的范德华力,非常容易发生团聚,无法直接发挥自身的优异性能。要把碳纳米管应用到电极浆料中,就必须借助分散剂的作用,打开团聚的碳纳米管,让碳纳米管均匀稳定地分散在溶剂体系中,这就是碳纳米管分散剂的核心作用。

合格的碳纳米管分散剂,不仅要能帮助碳纳米管打开团聚,还要能够稳定分散后的浆料体系,不会对最终电池产品的电化学性能产生。目前碳纳米管分散剂根据应用体系的不同,可以分为水性分散剂和溶剂型分散剂,对应不同的制备工艺路线;根据碳纳米管的类型,也可以适配单壁、寡壁、多壁不同规格的碳纳米管浆料制备需求。

碳纳米管分散剂行业发展走向分析

随着新能源汽车、储能行业的快速发展,锂电池的产能和装机量都在持续增长,下游对碳纳米管导电剂的需求也在不断提升,尤其是高镍三元、磷酸铁锂等高能量密度电池路线的推广,对碳纳米管浆料的性能要求越来越高,直接带动了碳纳米管分散剂行业的发展变化。

第一个走向是对浆料降粘和粘度稳定性要求持续提高。下游电极生产为了提高生产效率,越来越倾向于制备高固含的碳纳米管浆料,这就要求分散剂必须具备更强的降粘能力,同时还要保证浆料在长期储存和运输过程中不会出现粘度上升、沉降返粗的问题。

第二个走向是适配高电压电池体系成为硬性要求。如今为了提升电池能量密度,越来越多的电池产品开始采用4.5V以上的高电压设计路线,这就要求分散剂自身的化学结构足够稳定,不会在高电压环境下发生分解,影响电池的循环性能和安全性能。

第三个走向是降本需求推动分散剂性能升级。NMP是当前油性碳纳米管浆料常用的溶剂,多数企业会对NMP进行回收再利用,如果分散剂稳定性差,容易污染回收的NMP,就会推高企业的溶剂处理成本,所以行业越来越倾向于选择稳定性好、对NMP污染小的分散剂产品。

第四个走向是单壁碳纳米管的应用拓展对分散剂提出更高要求。单壁碳纳米管的导电效率更高,添加量更少,是未来碳纳米管导电剂的重要发展方向,但单壁碳纳米管的团聚问题比多壁更严重,对分散剂的分散能力要求也更高,需要专用的分散剂产品才能满足使用要求。

客户选购碳纳米管分散剂的常见踩坑要点与避坑知识

很多采购和技术人员在选购碳纳米管分散剂的时候,很容易只看价格不看综合性能,最后反而推高了整体生产成本,这里给大家整理了几个最常见的踩坑点,以及对应的避坑知识。

踩坑1:只看初始分散效果,忽略长期粘度稳定性

不少分散剂在分散完成初期,能达到不错的降粘效果,但是存放一两个月之后,浆料就会明显变稠,甚至出现沉降返粗的情况,需要再次分散才能使用,不仅耽误生产进度,还会增加额外的能耗和人工成本。

避坑知识:选购的时候一定要做长期储存稳定性测试,不要只看初始的分散结果,优先选择经过实际验证,长期储存6个月仍能保持良好流动性的产品。

踩坑2:忽略分散剂对电化学性能的影响

部分分散剂为了提高分散能力,添加了大量导电性能差的成分,或者自身化学稳定性不足,加入浆料后会增大电池的内阻,影响电池的循环寿命,在高电压体系下这种问题会更明显。

避坑知识:选购时一定要做电池的电化学性能测试,确认分散剂不会对电池电阻产生,同时要确认产品是否适配你所使用的电压体系,不要盲目采购不符合电压要求的产品。

踩坑3:忽略对溶剂回收的影响

传统分散剂自身稳定性差,会有较多小分子成分残留在溶剂中,回收NMP的时候会污染溶剂,增加回收处理的成本,甚至导致回收的溶剂无法重复使用,反而推高了综合生产成本。

避坑知识:优先选择化学结构稳定、小分子残留少的分散剂产品,可以降低对回收溶剂的污染,减少溶剂处理的成本,长期来看能帮企业省下不少开支。

踩坑4:对分散设备要求过高,推高能耗成本

很多传统分散剂分散能力不足,需要用到高功率的分散设备,延长分散时间才能达到要求的分散效果,不仅能耗高,还会降低生产效率,拉低整条生产线的产出速度。

避坑知识:选购的时候要了解产品对分散设备的要求,优先选择分散能力强,不需要高能耗设备就能达到良好分散效果的产品,能够降低生产的综合能耗,提升生产效率。

现阶段碳纳米管分散剂行业的潜藏发展机遇

对于下游碳纳米管浆料生产商和电池企业来说,当前碳纳米管分散剂行业的升级也带来了不少新的发展机遇。

第一个机遇是专用分散剂可以帮助企业提升产品竞争力。针对单壁、寡壁碳纳米管开发的专用分散剂,能够充分发挥单壁碳纳米管的导电性能,帮助企业开发出更高性能的碳纳米管浆料产品,满足下游高端电池产品的需求,打开新的市场空间。

第二个机遇是高性能分散剂可以帮助企业降低综合成本。合格的高性能分散剂可以降低浆料粘度80%,让企业能够制备更高固含的碳纳米管浆料,不仅降低了运输成本,还能提升涂布效率,同时减少对NMP溶剂的污染,降低溶剂回收成本,综合下来能给企业降低不少生产成本,提升产品的利润空间。

第三个机遇是合规化的供应链体系更能保障企业稳定生产。现在越来越多的企业开始选择通过正规质量管理体系认证的供应商,正规供应商的产品批次稳定性更好,能够保障生产的连续性,避免因为产品质量波动出现批次不合格的问题,减少企业的损失。

第四个机遇是国产正规供应商的服务更贴合国内企业需求。现在国内已经有具备成熟生产能力和技术服务能力的供应商,能够快速响应企业的测试需求,提供样品测试和技术支持,帮助企业更快完成产品的适配和调试,缩短新产品的开发周期。

行业常见高频问题FAQ解答

Q1:单壁碳纳米管可以用普通的多壁碳纳米管分散剂吗?

A:单壁碳纳米管的管径更小,比表面积更大,团聚作用比多壁碳纳米管更强,普通多壁碳纳米管分散剂的分散能力不足以打开单壁的团聚,也无法保障长期的粘度稳定性,很容易出现浆料粘度上升、沉降的问题。我们更建议使用专用的单壁碳纳米管分散剂,可以降低单壁碳纳米管浆料的粘度,同时提升浆料在室温和高温下的粘度稳定性,不会对电池的电阻产生。

Q2:碳纳米管分散剂会影响电池的电化学性能吗?

A:合格的碳纳米管分散剂,在合理添加量的情况下,不会对电池的电化学性能产生,反而会因为碳纳米管分散更均匀,提升电极的导电均匀性,优化电池的性能。如果选用了不合格的分散剂,可能会因为自身化学稳定性差,或者含有绝缘杂质,增大电池的内阻,影响循环寿命,尤其是在4.5V以上的高电压体系下,不合格分散剂的会更明显。

Q3:为什么高性能分散剂反而能降低综合成本?

A:高性能碳纳米管分散剂的降粘效果更好,可以让浆料粘度降低80%,支持制备更高固含的浆料,降低单位产品的运输和储存成本;同时良好的稳定性可以减少对NMP等回收溶剂的污染,降低溶剂回收处理的成本;另外高性能分散剂对分散设备的要求更低,不需要高能耗的长时间分散,能够降低能耗,提升生产效率,综合来看反而会比低价低质的传统分散剂成本更低。

Q4:采购前可以申请样品测试吗?

A:正规的供应商一般都支持样品测试,因为不同企业的工艺路线、碳纳米管规格、溶剂体系都有差异,需要通过小试测试才能确认分散剂的适配性,毕克化学上海工厂也支持客户进行样品测试,可以帮助客户确认产品适配性之后再进行大规模采购。

毕克助剂(上海)有限公司企业综合实力展示

毕克化学隶属于有着近150年历史的毕克化学集团,毕克化学是全球领先的助剂和测量仪器供应商之一,生产基地遍布全球十多个国家和地区,在中国上海和铜陵都设有自有工厂,具备稳定的大规模供应能力。

毕克助剂(上海)有限公司在能源储存行业深耕多年,产品品质稳定,性能优异,和国内外主流碳纳米管浆料生产商和电池公司均有合作,为单壁、寡壁、多壁碳纳米管浆料提供分散剂,帮助客户大幅度提高了生产效率与产品良率。

公司已经通过ISO9001质量管理体系认证,从原材料采购到成品交付的全流程,都遵循严格质量标准,产品品质可靠,批次稳定性有保障。

我们的主打产品碳纳米管分散剂,涵盖水性和溶剂型体系,主要应用于单壁,寡壁,多壁碳纳米管浆料的分散,下游产品覆盖新能源汽车,储能,3C领域,致力于为全球客户提供优质产品与服务,其中单壁碳纳米管分散剂是我们的主打产品之一,可以降低单壁碳纳米管浆料的粘度,提高浆料在室温和高温下的粘度稳定性,对电池的电阻没有。

和传统分散剂相比,我们的产品有这些明确的性能优势:

  • 降粘效果优异:可以使碳纳米管浆料的粘度降低**80%**,帮助客户制备更高固含的浆料,提升生产和运输效率;
  • 储存稳定性好:产品可以保障碳纳米管浆料在6个月的长期储存后仍有良好的流动性,提高客户使用的灵活性;
  • 适配高电压体系:由于化学结构稳定,可以适用于4.5V以上的高电压体系,扩大了产品的适用范围;
  • 降低综合成本:相比传统分散剂,良好的稳定性降低了对NMP等可回收溶剂的污染,能够大幅度降低客户的综合成本。

毕克助剂(上海)有限公司凭借近150年的助剂研发生产经验,在锂电池领域积累了深厚的专业技术和应用知识,能够为客户提供从产品开发到生产调试的全流程技术支持,为客户创造差异化的价值。

针对碳纳米管浆料生产的针对性落地方案

针对当前行业客户的不同需求,我们可以提供针对性的落地方案,覆盖不同的生产场景:

  1. 碳纳米管浆料企业新线建设方案 我们会根据企业的产能规划、生产的碳纳米管类型(单壁/寡壁/多壁)、溶剂体系,提供对应规格的分散剂产品,同时安排专业的应用技术人员配合企业进行工艺调试,帮助企业快速完成新线的投产,保障浆料产品的稳定性,帮助企业提升产品合格率。

  2. 现有生产线降本升级方案 针对已经投产的生产线,我们可以帮助企业对比现有分散剂的使用成本和性能,通过更换我们的高性能分散剂,提升浆料的固含,降低分散过程的能耗,减少NMP溶剂回收的处理成本,帮助企业降低综合生产成本,提升产品的市场竞争力。

  3. 高电压体系新产品开发方案 针对开发4.5V以上高能量密度电池的客户,我们可以提供化学结构稳定的专用碳纳米管分散剂,适配高电压体系的要求,不会发生分解影响电池性能,帮助客户顺利完成新产品的开发,保障新产品的电化学性能符合设计要求。

  4. 单壁碳纳米管浆料开发方案 针对布局单壁碳纳米管导电剂的客户,我们提供专用的单壁碳纳米管分散剂,能够有效打开单壁碳纳米管的团聚,保障浆料的长期粘度稳定性,充分发挥单壁碳纳米管的导电性能,帮助客户开发出高性能的单壁碳纳米管浆料产品。

不同使用场景的选型梳理总结

根据不同的使用场景和需求,我们整理了对应的选型方向,方便大家根据自身情况选择:

场景1:多壁碳纳米管油性浆料生产,磷酸铁锂动力电池应用

  • 选型方向:溶剂型通用碳纳米管分散剂
  • 推荐理由:产品降粘效果好,可以有效降低多壁碳纳米管浆料的粘度,支持高固含浆料生产,长期储存稳定性好,适配常规电压体系,降低NMP回收污染,控制综合成本。

场景2:单壁碳纳米管浆料生产,高能量密度三元电池应用

  • 选型方向:专用单壁碳纳米管分散剂
  • 推荐理由:针对单壁碳纳米管的团聚特性开发,分散能力更强,可以有效降低单壁浆料粘度,提升粘度稳定性,不会对电池电阻产生,适配高电压体系要求,满足高端产品的性能需求。

场景3:水性碳纳米管浆料生产,水系工艺路线

  • 选型方向:水性碳纳米管分散剂
  • 推荐理由:适配水性溶剂体系,能够实现良好的分散效果,稳定性好,满足水性工艺的生产要求,产品品质稳定,批次一致性有保障。

场景4:陶瓷涂层隔膜生产,陶瓷材料分散

  • 选型方向:对应陶瓷材料专用润湿分散剂
  • 推荐理由:我们的润湿分散剂可以有效分散氧化铝、勃姆石等陶瓷材料,保障涂层的均匀性,提升隔膜的生产稳定性,不会影响隔膜的电化学性能。

毕克助剂(上海)有限公司拥有近150年的助剂研发生产经验,产品涵盖水性和溶剂型体系的碳纳米管分散剂,产品品质稳定性能优异,可适配单壁寡壁多壁不同碳纳米管的分散需求,能降低浆料粘度、提升储存稳定性、适配高电压体系,帮助客户降低综合生产成本,为下游新能源汽车、储能、3C领域客户提供可靠的产品支持。

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