Co to je Coming Carbon?

Bazowo idyjo je prosto - depozytowosz ciynko worsztwa wōnglowo na materyjach baterii, coby uczynić je barzij przewodzōncymi. LFP bez pokrycio wōnglo mo przewodność kole 10^-9 S/cm, co je zasadniczo izolatora. Przidej 2-3 ô% pokrycie wōnglo i dostojesz 10^-3 S/cm, styknie, coby zrobić funkcjōnalno baterijo.

Używōmy tak systymy CVD, jak i wilgotne linije chymiczne w naszym ôbiekcie. CVD dowo lepszo jednolitność, ale kosztuje wiyncyj. Wetno powłoka funguje dobrze dlo wiynkszości zastosowań, a urzōndzynie je prostsze.

Sprawdź nasze możebności powłoki CVD, coby dostać wiyncyj szczegōłōw ô ôpcyji wysokigo-end.

Czymu Materyje Coat z Carbon?

Wiynkszość fosforanowych katodzie potrzebujōm jij. Przewodność elektrōniczno je straszno bez pokrycio. Fosfata z irōnu, fosforan manganu - ta sama historyjo. Nawet niykere tlynowe katody skorzistajōm ze pokrycio, jeźli naciśnio ci wysoko C{5} ynergije.

Pokrycie działo tyż za warstwa ôchrōnno miyndzy katodōm a elektrolitym. To ważne je wiyncyj przi zwiynkszōnych tymperaturach, kaj przispiyszajōm sie reakcyje uboczne. Widzieli my, iże życie cyklu poprawio sie 40-50% ino ôd pokrycio, ôsobliwie kej kōmōrki biegnōm powyżyj 45 stopni .

Sylikōny anody sōm inkszym zwiyrzym. Rozszyrzynie ôbjyntości w czasie cyklowanio (300-400%) bydzie płakać wiynkszość powłok. Potrzebujesz elastycznych struktur wōnglo abo powłoki niy zawodzi po poru cyklach. Robiyli my nad tym problymym bez trzi lata, zanim dostaliśmy formułowanie, co faktycznie utrzimowoł sie przeszłe 200 cyklōw.

Proces Comingu CVD

Nasze ustawiynie CVD wykorzistuje acetylen abo gas metanu przi 650{{2}750 stopni . Spōłczynniki przepływu zależōm ôd srogości partije - zaôbycz 50-200 sccm dlo 100 kg partije. Gas rozkłodo sie na powiyrchni tajleczek i tworzi worsztw wōnglo.

Kōntrola ciasto je w czasie, a tymperatura. 30 minuty we 700 stopni dostowo kole 5-8 nm w znoleżności ôd substratu. Jeźli potrzebujesz gynstyjszego powłoki, uruchomisz go dużyj, ale ôglōndaj na blokowanie porōw, ôsobliwie z materyjami ô wysokij powiyrchni.

Zawartość graficzno wōngla CVD je srogszo aniżeli wilgotne metody chymiczne, co ôznaczo lepszo przewodność. Acetylen dowo wiyncyj graficznego wōnglowego aniżeli metanu, ale je tyż droższy i zorta bōlu, coby bezpiecznie poradzić sie z bezpiecznym.

Srogość bazy na naszyj liniji CVD waha sie ôd 10 kg do 200 kg. Srogsze batchy sōm możliwe, ale jednoliteść tymperatury stowo sie problymym. Dowiedzieli my sie, iże w ciynżki spōsōb - raz biygoł raz 500 kg partijo, a powłoka na materyji z postrzodka kōntra krańcōw była widzialnie inakszo.

Watnotwierdzynie Chymiczne Chymiczne

Umiyścij proszek z roztworym glukozy, sucho go, a potym pirolizacyjo w atmosferze azotu. Cukryzuje wōngalizuje i pokrywo tajleczki. Prosto kōncepcyjo, ale to, iże mu jednolite je jednolite, przijmuje prōba i błyndy.

pH roztworu glukozy je ważne. W przipadku bazowych materyji, takich jak LFP utrzimujymy pH kole 4-5, coby glukoza była lepij. Krok suszynio je krytyczny - jeźli suchy za wartko, dostaniesz klusowanie. Używōmy teroz suszynio sprayu, co funguje moc lepij aniżeli nasze stare ôbtoczajōnce kostne ustawiynie suszarki.

Temperatura pirolizy wynosi zwykle ô 500-650 stopni dlo glukozy. Srogsze tymperatury dowajōm wiyncyj graficznego wōngla, ale zaczynasz spalać plōny wōngla. Kwas krytyczny je inkszōm ôpcyjōm, dowo podobne wyniki do glukozy. Niykere kliynty wolōm sacharozy, ale szczyro godajōnc, niy widzieli my srogij rōżnice w wynikach.

Wōngel z wilgotnego powłoki je z wiynksza amorficzny z niykerymi krōtke kliynty graficzne. Kōndukcyjność je godno, niy tak dobro jak CVD, ale dość dobro dlo wiynkszości baterii. Koszt je kole 40% niższy aniżeli CVD na kg pokrytego materyje.

Aplikacyje Wracali my On.

Kadody LFP sōm nojpewnij 70% naszego ôbjyntości pokrycio. Standardowy specyfikacyjo wynosi 2,5%% wōngla, rubości 8-10 nm. Niykere kliynty chcōm 3% dlo zastosowań ô wyższyj stawce.

My tyż pokrywōmy anody LTO, choć mynij czynsto. Zaôbycz 1-1,5%% wōngla styknie, pōniywoż przewodność LTO niy ma tak zły jak LFP. Pokrycie pōmogo przi wysokij stawce możebności ładunku, co je ważno dlo gibkich zastosowań ładowanio.

NCM811 i inksze nickelske katody katody czasami sōm pokryte do stabilności powiyrchnie, a niy przewodności. Rubość powłoki je cienszo, możno 3-5 nm, co styknie, coby zmyńszyć bezpostrzedni kōntakt miyndzy katodōm a elektrolitym. To zmyńszo rozpuszczanie metali przechodowych, co je trybym zawodōw dlo materyji bogatych w nikla na wysokim napiyńciu.

Silikōny kōmpozytowe anody sōm wyzwaniym. Standardowe pokrycie niy funguje skirz problymu ekspansji głośności. Ôbrobiyli my formułowanie pokrycio wōnglo z pewnym elastycznościōm ze użyciym polimeru- wōngla pochodnego. Kosztuje to wiyncyj, ale je to jedyny spōsōb, w jaki ôdkryli my, iże dostanōm godne życie cyklu. Nawet tedy, patrzysz możno 500-800 cyklōw, zanim znaczōnco pojymność zatarła sie.

Jedna z autowych fyrm chciała, coby my pokryły jejich eksperymyntalny materyj katody katody manganu. Tyn projekt niy ôdniōs sie - materyjo była chymicznie niysztabilno w czasie procesu pokrycio i durch widzieli my zmiany fazowych. Czasami powłoka niy ma rozwiōnzaniym.

Prawdziwe Numery z wytworzanio produkcyje

W przeszłym miesiōncu pokryli my 3 tōn LFP dlo kliynta w Połedniowyj Korei. Target wyniosoł 2,8%% wōnglym. Wyniki punktōw wahały sie ôd 2,65% do 2,95%, co je w naszyj tolerancyji ±0,3%. Kōndukcyjność na ciśniōnych peletach strzednio 8,2 x 10^-3 S/cm.

Dlo porōwnanio, ta sama materyjo niypokonano zmierzōno 2,1 x 10^-9 S/cm. To je kole 4 milijōnōw razy poprawa przewodności, chocioż porōwnowanie nacisku na podwyższono przewodność peletōw do przewodności tajleczek niy ma perfekt metodologijo.

Testowanie życio farbōw na kōmōrkach mōnet (ôpłata na C/3, wypuszczynie C/3, zasiyng 2,5-3,8V) wykozały zatrzymanie mocy 91% po 1000 cyklach we 25 stopni . Cyl ôd kliynta bōł 90%, tōż przeszło.

Pokazane zakresy sōm tym, co richtich ôsiōngōmy w produkcyji, a niy teoretycznymi cylami.

Kwestyōna jakościowego. Mamy

Niymoc je nojpopularniyjszym problymym, ôsobliwie z wilgotnym pokryciym. Skōńczysz sie ôgōłami na powiyrchni tajleczek, co tworzi lokalno kōncyntracyjo strumiynia w czasie cyklowanio. To ukazuje sie jako fade pojymności po 200-300 cyklach.

Za rube bloki powłokowe dyfuzyjo litu. Mielimy jedna partijo, kaj powłoka była 25 nm zamiast cylowego 10 nm skirz problymu kōntrole tymperatury. Zdolność ôgōłu była widzialnie gorszo - kōmōrki niy mogło sie poradzić z wydzielyniym 1C bez znaczōncego spadku napiyńcio.

Utlyniynie wōngla w czasie przechowowanio je inkszōm kwestyjōm. Przyczyna zobowiōnzano winna być przechowywano w suchych warōnkach. Mieli my kliynt, co przechowowoł materyjo we wilgotnym magazynie bez szejś miesiyncy, a zawartość wōngla spadła z 2,5% do 1,9%. Wōngel poleku utlyniŏ w wilgotnym lufcie.

Wyrzōndzynie i kapacyta

Naszo głōwno piec CVD może sie poradzić z 200 kg partije. Momy tyż myńszo piec R&D do partijōw 5-10 kg, kedy kliynci chcōm testować powłoka na nowych materyjach. Ôbtocz do partijōw R&D je zwykle 1-2 tydni. Szkory produkcyjne trwajōm 3-4 tydnie ôd dostanio materyje do przesyłki.

Wielno linijo powłoki mo srogszo przepustowość, do 500 kg na partijo. Faktōr ôgraniczajōncy je zwykle pojymność suszarki ôd sprayu, a niy piec pirolizy.

W prziszłym roku rozszyrzōmy pojymność z nowym systymym CVD, winno być w internecie bez Q{0}} Pojymność Target to 300 kg partije, co pōmōże z niykerymi z naszych srogszych kliyntōw.

Robota roboczo rozwojowo

Jeźli masz materyjo, co może skorzystać na pokryciu, ale niy jesz pewny, możemy przekludzić testy rozwojowe. Minimalno wielość je zwykle 200 gramōw. Testujymy 2-3 roztōmajte warōnki powłoki i zapewniymy pokryte prōbki plus dane elektrochymiczne z kōmōrek mōnet.

Koszt rozwojowy zależy ôd zakresu testowanio. Bazowo ôcyna pokrycio z testami kōmōrek mōnetowych je kole 3500 dolarōw. Jeźli potrzebujesz barzij ôbszernych testōw, takich jak połne budowy kōmōrkowo abo dugi- } } −} rowerzynie cyklowanio, możemy cytować to ôsobno.

Jednym z problymōw, co nam sie ukludzōmy ze robotōm rozwojowōm, je to, iże wyniki laboratorium niy dycki przekłodajōm sie na skala produkcyje. Pokryli my materyjo na 50 graficznych skali, kero wyglōndała świetnie, ale kedy skalowali my sie do 50 kg, jednoliteść pokrycio była straszno. Dystrybucyjo srogości i powierzchnie powierzchnie ôbie wpływajōm na zachowanie powłoki, a czasami to, co funguje małe, niy funguje sroge.

Faktory Costuchtu

Pokrycie CVD przidoło kole 2-4 dolarōw za kg do kosztōw materyjnych w zoleżności ôd srogości partije i specyfikacyje pokrycio. Wetter chymiczny powłok to 1,50-2,50 dolaru za kg.

Minimalne zamówiynie na pokrycie produkcyje wynosi zwykle 50 kg. Pōniżyj, iże koszt ustawiynio czyni go niyefektywnym. W przipadku wielości rozrostu poniżyj 50 kg nabiyrōmy ôpłaty za ustawiynie.

Jeźli kupujesz ôd nas materyjo prekursora (niypokole niypokonano) i majmy, coby my go pokryły, możemy zwykle być lepszym cynōm, aniżeli jeźli wysyłasz nos włosno materyjo. Logystyka je prostszo i my już sōm ustawiōne z dostowcami materyjnymi.

Kurpowanie materyje pokrytyj wymogo pewnyj ôstrożności, pōniywoż proszek je barzij piroforyczny aniżeli niypokryty materyj. Używōmy UN{1}}}} Posiewka i szif ino bez transport grōntu. Freszt lotnicze niy ma przizwolōne na wiynkszość wōnglo- } } } } } kerōnek skirz ryzyka ôgnia.

Test i Specyfikacyje

Standardowe testy zapewniōmy z kożdōm partiōm:

Treść wōnglowo bez analiza spalanio (±0,1 wt%)

Jedbata

Dystrybucyjo srogości czynściowych (D10, D50, D90)

Treść

Ôbrazy SEM (zapewniōne na żōndanie)

Ekstra dostympne testy:

Umiarowanie kōnstrukcyji we naciskanych peletach

Łōnczynie powiyrchnie BET

XRD do struktury krystalicznyj

TEM skrzyżynie{- sekcyje do weryfikacyje rubości pokrycio

ICP-MS do analizy niyczystości

Testowanie kōmōrek dyszczowych (wydajność cyklowanio, zdolność tympa, impedancyjo)

Wiynkszość kliyntōw chce ino bazowego testowanio plus pōmiary przewodności. Połno karakteryzacyjo przidajōm kole tydnia, coby ôbrōcić sie i kosztować ekstra.

Co my niy Dolymy

Niy pokryjymy arkuszy elektrod. Nasz sprzōt je przeznaczōny do powłoki proszku. Jeźli potrzebujesz już powłoki na elektrodach, to je to cołkym inkszy proces, to je inkszy proces.

Niy zajmujymy sie tyż materyjami z powożnymi ôbawami ô bezpiyczyństwie. Żodnych proszkōw metali litowych, niy barzo luft-} materyje. Standardowe materyje baterije sōm w porzōndku, ale jeźli materyjo spōntanicznie spalo sie w lufcie, niy mogymy z niōm robić.

Ultra- wysokość czystości (klasy ôd ôsi) niy ma nasz skupiynie. Sōm my ustawiōne na materyje baterii, co ôznaczo dobre czystość, ale niy na poziōmie czystym pokojym. Jeźli potrzebujesz pod-nppm kōntrola skażynio potrzebujesz inkszyj zorty ôbiektu.

Przikłody kampomentōw

Fyrma baterije w Michiganie wysłała nōm swojã krzym-gramowi kōmpozytowo materyjo anody. Widzieli fade pojymności po 150 cyklach. Pokryli my go z naszōm elastycznym formułowaniym wōnglo i ôni dostali życie cyklym do 600 cyklōw. Koszt materyjny wzrōs ô 3,50 dolaru/kg, ale poprawy wydajności usprawiedliwiōł ja do jejich zastosowanio.

Inkszy projekt ôbyjmowoł pokrycie NCM811 dlo europejskigo autowego kliynta. Troszczyli sie ô fade pojymności przi wysokim napiyńciu (ôdciyńcie 4,3V). Standard NCM811 wykozoł 15% utrata mocy po 500 cyklach. Przi 1 % pokrycie wōnglo plus niykerym ôbsugiym powierzchniowym dostali my to do 8% straty pojymności. Pokrycie niy było jedynym faktorym - tyż zoptymalizowali swoje elektrolit -, ale pōmōgło.

Robiyli my z grupōm badawczōm, kero ôbrobiyła nowo kōmpozycyjo katody (lithium- wariant NCM NCM). Materyjo miała dobro pojymność, ale straszno zdolność tympa. Po pokryciu z 2% wōnglym pojymność wypuszczynio w 1C poprawiyła sie ôd 140 mAh/g do 168 mAh/g. Przewodność była czynnikym ôgraniczajōncym dlo tego materyje.

Czasami powłoka niy rozwiōnzuje problymu. Mieli my kliynt ô gibkij pojymności we swojich kōmōrkach i ôni myśleli, iże pokrycie to sprawi. Po śledzyniu znod, iże jejich fade bōł sprawiōny litowym drynczyniym na anodzie w czasie gibkij ładowanio. Cognit katody niy przijdzie z tym pōmōc. Zalecali my zamiast tego przijzdrzić sie swojim protokołym ładowanio.

Zasoby techniczne

Ôpublikowali my niykere papiōry na tymat pokrycio wōnglowego, jeźli chcesz wiyncyj szczegōłōw na tymat nauki. Wiynkszość je za płatami, ale mogymy wysłać PDF, jeźli skontaktujesz sie z niymi.

Jeźli robiesz z litowymi materyjami fosforanu żelaza i chcesz zrozumieć chymijo rzeczy w bateriji, tyn artykuł na tymat [litium jōnōw jōnōw fosforanowe] pokrywo podstawy doś dobrze. Zrozumiynie chymije baterije pōmogo wyklarować, czymu pokrycie robi tak kōnkretnie rōżnica dlo LFP.