Hielscher Ultrasonics
Jarayoningizni muhokama qilishdan mamnun bo'lamiz.
Bizga qo'ng'iroq qiling: +49 3328 437-420
Bizga xat yuboring: info@hielscher.com

Batareya ishlab chiqarish uchun elektrod materiallarining sonokimyoviy sintezi

Yuqori samarali akkumulyator hujayralarini ishlab chiqarishda nanostrukturali materiallar va nanokompozitlar yuqori elektr o'tkazuvchanligini, yuqori saqlash zichligini, yuqori quvvat va ishonchlilikni ta'minlaydigan muhim rol o'ynaydi. Nanomateryallarning to'liq funksiyalariga erishish uchun nano-zarralar alohida-alohida tarqatilishi yoki eksfoliatsiya qilinishi kerak va funksionallashtirish kabi keyingi ishlov berish bosqichlarini talab qilishi mumkin. Ultrasonik nano-qayta ishlash ilg'or akkumulyator ishlab chiqarish uchun yuqori samarali nanomateriallar va nanokompozitlarni ishlab chiqarishning yuqori, samarali va ishonchli usuli hisoblanadi.

Elektrod shlamlaridagi elektrokimyoviy faol moddalarning ultratovush dispersiyasi

Nanomateriallar innovatsion elektrod materiallari sifatida ishlatiladi, bu esa qayta zaryadlanuvchi batareyalarning ishlashini sezilarli darajada yaxshilagan. Aglomeratsiyani, agregatsiyani va fazalarni ajratishni engib o'tish elektrod ishlab chiqarish uchun shlamlarni tayyorlash uchun, ayniqsa nano o'lchamdagi materiallar ishtirok etganda juda muhimdir. Nanomateriallar akkumulyator elektrodlarining faol sirt maydonini oshiradi, bu ularga zaryadlash davrlarida ko'proq energiya olish va umumiy energiya saqlash hajmini oshirish imkonini beradi. Nanomateryallarning to'liq afzalliklariga ega bo'lish uchun bu nano-strukturali zarralar o'zaro bog'liq bo'lmasligi va elektrod shlamida alohida zarrachalar sifatida tarqalishi kerak. Ultrasonik disperslash texnologiyasi yo'naltirilgan yuqori kesish (sonotexnik) kuchlarni, shuningdek, nano o'lchamdagi materiallarni atom darajasida aralashtirish va murakkablashtirishga olib keladigan sonokimyoviy energiyani ta'minlaydi.
Grafen, uglerod nanotubalari (CNT), metallar va noyob tuproq minerallari kabi nano-zarralar yuqori funktsional elektrod materiallarini olish uchun barqaror atala ichiga bir xilda tarqalishi kerak.
Misol uchun, grafen va CNTs batareya xujayralarining ishlashini yaxshilash uchun yaxshi ma'lum, ammo zarrachalar aglomeratsiyasini engish kerak. Bu shuni anglatadiki, nanomateriallarni va, ehtimol, yuqori yopishqoqlikni qayta ishlashga qodir bo'lgan yuqori samarali dispersiya texnikasi mutlaqo talab qilinadi. Prob tipidagi ultrasonikatorlar yuqori samarali disperslash usuli bo'lib, ular nanomateriallarni yuqori qattiq yuklarda ham ishonchli va samarali qayta ishlay oladi.

Ma'lumot so'rovi







Ultrasonik nano-o'lchov va zarrachalarni funksionallashtirish yuqori samarali batareya ishlab chiqarishda muhim jarayondir.

Nanomateryallarni qayta ishlash uchun yuqori quvvatli ultratovushli oqim tizimi. Batareya hujayralarida faol elektrod materiallari sifatida yuqori samarali nanomateriallar qo'llaniladi.

Batareyalar uchun ultratovushli nanomateriallarni qayta ishlash:

  • Nanosferalar, nanotubalar, nanosimlar, nanorodlar, nanohiskerlarning tarqalishi
  • Nano varaqlar va 2D materiallarni eksfoliatsiya qilish
  • Nanokompozitlarning sintezi
  • Yadro-qobiq zarrachalarining sintezi
  • Nanopartikullarni funksionallashtirish (doping / bezatilgan zarralar)
  • Nano-strukturalash

Nima uchun sonikatsiya nanomateriallarni qayta ishlashning eng yaxshi usuli hisoblanadi?

Yuqori kesish mikserlari, boncuk tegirmonlari yoki yuqori bosimli homogenizatorlar kabi boshqa tarqatish va aralashtirish usullari o'z chegaralariga kelganda, ultratovush mikron va nano-zarrachalarni qayta ishlash uchun ajralib turadigan usuldir.
Yuqori quvvatli ultratovush va ultratovushli akustik kavitatsiya noyob energiya sharoitlari va haddan tashqari energiya zichligini ta'minlaydi, bu nanomateriallarni deaglomeratsiya qilish yoki eksfoliatsiya qilish, ularni funksionallashtirish, pastdan yuqoriga qarab jarayonlarda nanostrukturalarni sintez qilish va yuqori samarali nanokompozitlarni tayyorlash imkonini beradi.
Hielscher ultrasonikatorlari intensivlik (Ws/mL), amplituda (mkm), harorat (ºC/ºF) va bosim (bar) kabi eng muhim ultratovushli ishlov berish parametrlarini aniq nazorat qilish imkonini berganligi sababli, ishlov berish shartlari individual ravishda optimal sozlamalarga sozlanishi mumkin. har bir material va jarayon. Shunday qilib, ultratovushli disperserlar juda ko'p qirrali va ko'plab ilovalar uchun ishlatilishi mumkin, masalan, CNT dispersiyasi, grafen eksfoliatsiyasi, yadro qobig'i zarralarining sonokimyoviy sintezi yoki kremniy nanozarrachalarini funksionallashtirish.

Natriy-ionli akkumulyatorlarda faol elektrod moddasi sifatida foydalanish uchun sonokimyoviy sintezlangan Na0.44MnO2.

2 soat davomida 900 ° C da kalsinatsiya qilish orqali sonokimyoviy tayyorlangan Na0.44MnO2 ning SEM mikrografiyalari.
(O'rganish va rasm: ©Shinde va boshqalar, 2019)

Batareya ishlab chiqarishda nanomateriallarni qayta ishlash uchun Hielscher sanoat ultrasonikatorlari haqida ko'proq bilib oling!

Ultrasonik nanomateriallarni qayta ishlashning afzalliklari:

  • Yuqori samaradorlik, yuqori samaradorlik
  • aniq boshqarilishi mumkin
  • Ilovaga sozlanishi
  • sanoat darajasi
  • Lineer miqyosli
  • Oson, xavfsiz ishlash
  • Tejamkor

Quyida nanomateriallarni qayta ishlashning ultratovushli turli ilovalarini topishingiz mumkin:

Nanokompozitlarning ultratovushli sintezi

Grafen-SnO ning ultratovushli sintezi2 nanokompozit: Deosakar va boshqalarning tadqiqot guruhi. (2013) grafen-SnO2 nanokompozitini tayyorlash uchun ultratovush yordamida yo'lni ishlab chiqdi. Ular grafen-SnO2 kompozitsiyasini sintez qilish jarayonida yuqori quvvatli ultratovush yordamida hosil bo'lgan kavitatsion ta'sirlarni o'rgandilar. Sonikatsiya uchun ular Hielscher Ultrasonics qurilmasidan foydalanganlar. Natijalar SnO ning ultratovushli yaxshilangan nozik va bir xil yuklanishini ko'rsatadi2 grafen oksidi va SnCl o'rtasidagi oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasi orqali grafen nano varaqlarida2· 2H2An'anaviy sintez usullari bilan solishtirganda O.

Sonokimyoviy sintezlangan SnO2-nanokompoziti batareyalarda anod materiali sifatida ishlatilishi mumkin.

Grafen oksidi va SnO ning hosil bo'lish jarayonini ko'rsatadigan diagramma2-grafen nanokompoziti.
(O'rganish va rasmlar: ©Deosakar va boshqalar, 2013)

SnO2-grafen nanokompoziti yangi va samarali ultratovush yordamida eritmaga asoslangan kimyoviy sintez yo'li orqali muvaffaqiyatli tayyorlandi va grafen oksidi SnCl tomonidan kamaytirildi.2 HCl ishtirokida grafen varaqlariga. TEM tahlili SnO ning bir xil va nozik yuklanishini ko'rsatadi2 grafen nano varaqlarida. Ultrasonik nurlanishdan foydalanish natijasida hosil bo'lgan kavitatsion ta'sirlar grafen oksidi va SnCl o'rtasidagi oksidlanish-qaytarilish reaktsiyasi paytida SnO2 ning grafen nano-varaqlariga nozik va bir xil yuklanishini kuchaytirishi ko'rsatilgan.2· 2H2O. SnO2 nanozarrachalarining (3-5 nm) qisqartirilgan grafen nano-varaqlarida kuchaytirilgan nozik va bir xil yuklanishi ultratovushli nurlanishlar natijasida yuzaga keladigan kavitatsion ta'sir tufayli yaxshilangan yadrolanish va erigan moddalarning uzatilishi bilan bog'liq. SnO ning nozik va bir xil yuklanishi2 grafen nano varaqlaridagi nanozarrachalar ham TEM tahlilidan tasdiqlangan. Sintezlangan SnO ning qo'llanilishi2-litiy-ionli batareyalarda anod materiali sifatida grafen nanokompoziti ko'rsatilgan. SnO quvvati2-grafen nanokompozit asosidagi Li-batareya taxminan 120 tsikl uchun barqaror bo'lib, batareya barqaror zaryadlash va tushirish reaktsiyasini takrorlashi mumkin. (Deosakar va boshqalar, 2013)

Ultrasonik sintez batareya ishlab chiqarishda ishlatiladigan yuqori samarali nanokompozitlarni ishlab chiqarish imkonini beradi.

SnO ning TEM tasviri2-sonokimyoviy usulda tayyorlangan grafen nano-kompozitsiyasi. Bar (A) 10nm da, (B) da 5nm da ko'rsatadi.
(O'rganish va rasmlar: ©Deosakar va boshqalar, 2013)

Yuqori intensivlikdagi ultratovush nanomaterial sintez va funksionallashtirishning muhim usuli hisoblanadi. Sanoat ultratovush tizimlari juda katta hajmlarni qayta ishlashga qodir.

Modelning 4x 4000 vattli ultrasonikatorlari bilan sanoat aralashtirish tizimi UIP4000hdT elektrod birikmalarini nanomateriallarni qayta ishlash uchun.

Ma'lumot so'rovi







Nanozarrachalarning ultratovushli dispersiyasi akkumulyator shlamlari

Elektrod komponentlarining tarqalishi: Waser va boshqalar. (2011) lityum temir fosfat (LiFePO.) bilan elektrodlar tayyorladi4). Atlama tarkibida faol material sifatida LiFePO4, elektr o'tkazuvchan qo'shimcha sifatida uglerod qora, bog'lovchi sifatida N-metilpirolidinonda (NMP) erigan poliviniliden ftorid ishlatilgan. Elektrodlardagi AM / CB / PVDF ning massa nisbati (quritgandan keyin) 83 / 8,5 / 8,5 edi. Suspenziyalarni tayyorlash uchun barcha elektrod tarkibiy qismlari ultratovushli aralashtirgich bilan NMPda aralashtiriladi (UP200H, Hielscher ultratovush) 2 min uchun 200 Vt va 24 kHz.
LiFePO ning bir o'lchovli kanallari bo'ylab past elektr o'tkazuvchanligi va sekin Li-ion diffuziyasi4 LiFePO ni o'rnatish orqali engish mumkin4 Supero'tkazuvchi matritsada, masalan, uglerod qora. Nano o'lchamdagi zarrachalar va yadro qobig'i zarracha tuzilmalari elektr o'tkazuvchanligini yaxshilaganligi sababli, ultratovushli dispersiya texnologiyasi va yadro-qobiq zarralarining sonokimyoviy sintezi batareyani qo'llash uchun yuqori nanokompozitlarni ishlab chiqarishga imkon beradi.

Litiy temir fosfatning tarqalishi: Hagbergning tadqiqot guruhi (Hagberg va boshq., 2018) dan foydalangan ultratovush apparati UP100H lityum temir fosfat (LFP) bilan qoplangan uglerod tolalaridan tashkil topgan strukturaviy musbat elektrod protsedurasi uchun. Uglerod tolalari uzluksiz, o'z-o'zidan turuvchi tortmalar bo'lib, oqim kollektorlari vazifasini bajaradi va mexanik qattiqlik va mustahkamlikni ta'minlaydi. Optimal ishlash uchun tolalar alohida-alohida, masalan, elektroforetik yotqizish yordamida qoplanadi.
LFP, CB va PVDF dan tashkil topgan aralashmalarning turli vazn nisbatlari sinovdan o'tkazildi. Ushbu aralashmalar uglerod tolalari ustiga qoplangan. Qoplama vannasi tarkibidagi bir hil bo'lmagan taqsimot qoplamaning o'zi tarkibidan farq qilishi mumkinligi sababli, farqni kamaytirish uchun ultratovush yordamida qattiq aralashtirish qo'llaniladi.
Ular zarrachalar sirt faol moddasi (Triton X-100) va elektroforetik yotqizishdan oldingi ultratovush bosqichidan foydalanish bilan bog'liq bo'lgan qoplama bo'ylab nisbatan yaxshi tarqalganligini ta'kidladilar.

Ultrasonik dispersiya elektroforetik yotqizishdan oldin LFP, CB va PVDF ni homogenlashtirish uchun ishlatiladi.

EPD bilan qoplangan uglerod tolalarining ko'ndalang kesimi va yuqori kattalashtirilgan SEM tasvirlari. LFP, CB va PVDF aralashmasi ultratovush yordamida homogenlashtirildi ultratovush apparati UP100H. Kattalashtirish: a) 0,8kx, b) 0,8kx, c) 1,5kx, d) 30kx.
(O'rganish va rasm: ©Hagberg va boshqalar, 2018)

LiNi ning tarqalishi0.5Mn1.5O4 kompozit katod materiallari:
Vidal va boshqalar. (2013) LiNi uchun sonikatsiya, bosim va material tarkibi kabi ishlov berish bosqichlarining ta'sirini o'rganib chiqdi.0.5Mn1.5O4kompozit katodlar.
LiNi ga ega musbat kompozit elektrodlar0.5 Mn1.5Aktiv material sifatida O4 shpinel, elektrodning elektr o'tkazuvchanligini oshirish uchun grafit va qora uglerod aralashmasi va polivinildeneflorid (PVDF) yoki elektrodni qurish uchun oz miqdorda Teflon® (1 og'irlik%) bilan PVDF aralashmasi. Ular doktor pichoq texnikasidan foydalangan holda oqim kollektori sifatida alyuminiy folga ustiga lenta quyish orqali qayta ishlandi. Bundan tashqari, komponentlar aralashmalari soniklangan yoki yo'q, va qayta ishlangan elektrodlar siqilgan yoki keyingi sovuq bosim ostida emas. Ikkita formulalar sinovdan o'tkazildi:
A-formulasi (Teflon®siz): 78 wt% LiNi0.5 Mn1.5O4; 7,5 og'irligi% uglerod qora; og'irligi 2,5% grafit; 12 og'irligi% PVDF
B-formulasi (Teflon® bilan): 78wt% LiNi00.5Mn1.5O4; 7,5 og'irligi% uglerod qora; og'irligi 2,5% grafit; 11 og'irlik% PVDF; 1 og'irlik% Teflon®
Ikkala holatda ham komponentlar aralashtiriladi va N-metilpirolidinonda (NMP) tarqaldi. LiNi0.5 Mn1.5O4 shpinel (2 g) yuqorida ko'rsatilgan foizlardagi boshqa komponentlar bilan birgalikda 11 ml NMPda tarqaldi. Ba'zi hollarda, aralashma 25 daqiqa davomida sonikatsiyalangan va keyin xona haroratida 48 soat davomida aralashtiriladi. Boshqa ba'zilarida aralashma xona haroratida 48 soat davomida, ya'ni hech qanday sonikatsiyasiz aralashtiriladi. Sonikatsiya bilan ishlov berish elektrod tarkibiy qismlarining bir hil dispersiyasiga yordam beradi va olingan LNMS-elektrod bir xil ko'rinadi.
17 mg/sm2 gacha bo'lgan yuqori og'irlikdagi kompozit elektrodlar lityum-ionli batareyalar uchun ijobiy elektrodlar sifatida tayyorlangan va o'rganilgan. Teflon® qo'shilishi va sonikatsiya bilan ishlov berish alyuminiy folga yaxshi yopishgan bir xil elektrodlarga olib keladi. Ikkala parametr ham yuqori tezlikda (5C) tushirilgan quvvatni yaxshilashga yordam beradi. Elektrod/alyuminiy birikmalarining qo'shimcha siqilishi elektrod tezligi imkoniyatlarini sezilarli darajada oshiradi. 5C darajasida og'irligi 3-17 mg/sm oralig'ida bo'lgan elektrodlar uchun 80% dan 90% gacha bo'lgan ajoyib quvvatni saqlab qolish aniqlanadi.2Teflon® ga ega bo'lib, ularning tarkibiy qismlarini sonikatsiyadan so'ng tayyorlanadi va 2 tonna / sm dan kamroq siqiladi.2.
Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, tarkibida og'irligi 1% Teflon® bo'lgan elektrodlar, ularning tarkibiy qismlari sonikatsiya bilan ishlov berilgan, 2 tonna / sm2 siqilgan va og'irligi 2,7-17 mg / sm2 oralig'ida bo'lgan elektrodlar ajoyib tezlik qobiliyatini ko'rsatdi. Hatto 5C yuqori oqimda ham, bu elektrodlarning barchasi uchun normallashtirilgan tushirish quvvati 80% dan 90% gacha edi. (qarang. Vidal va boshqalar, 2013)

UIP100hdT - bu partiya yoki oqim rejimida sanoat nanomateriallarni qayta ishlash uchun 1 kVt dastgohli ultrasonikator.

Ultrasonikator UIP1000hdT (1000Vt, 20kHz) partiya yoki oqim rejimida nanomateriallarni qayta ishlash uchun.

Batareya ishlab chiqarish uchun yuqori samarali ultratovushli disperserlar

Hielscher Ultrasonics litiy-ion batareyalar (LIB), natriy-ion batareyalar (NIB) va boshqa qurilmalarda foydalanish uchun katod, anod va elektrolit materiallarini qayta ishlash uchun ishlatiladigan yuqori quvvatli, yuqori samarali ultratovush uskunasini loyihalashtiradi, ishlab chiqaradi va tarqatadi. batareya xujayralari. Hielscher ultratovush tizimlari nanokompozitlarni sintez qilish, nanozarrachalarni funksionallashtirish va nanomateriallarni bir hil, barqaror suspenziyalarga tarqatish uchun ishlatiladi.
Laboratoriyadan to'liq sanoat miqyosidagi ultratovushli protsessorlar portfelini taklif qiluvchi Hielscher yuqori samarali ultratovush dispersatorlari bozorida etakchi hisoblanadi. Nanomateryal sintezi va hajmini kamaytirish sohasida 30 yildan ortiq vaqtdan beri ishlayotgan Hielscher Ultrasonics ultratovushli nanopartikullarni qayta ishlashda katta tajribaga ega va bozorda eng kuchli va ishonchli ultratovushli protsessorlarni taklif qiladi. Nemis muhandisligi eng so'nggi texnologiya va mustahkam sifatni ta'minlaydi.
Hielscher ultrasonikatorlari brauzer nazorati orqali masofadan boshqarilishi mumkin. Sonikatsiya parametrlari kuzatilishi va jarayon talablariga aniq sozlanishi mumkin.Ilg'or texnologiya, yuqori samarali va murakkab dasturiy ta'minot Hielscher ultratovush apparatlarini elektrod ishlab chiqarish jarayonida ishonchli ish otlariga aylantiradi. Barcha ultratovush tizimlari Germaniyaning Teltow shahridagi shtab-kvartirada ishlab chiqariladi, sifat va mustahkamlik uchun sinovdan o'tkaziladi va keyin butun dunyo bo'ylab Germaniyadan tarqatiladi.
Hielscher ultrasonikatorlarining murakkab apparat va aqlli dasturiy ta'minoti ishonchli ishlash, takrorlanadigan natijalar va foydalanuvchilarga qulaylikni kafolatlash uchun mo'ljallangan. Hielscher ultrasonikatorlari mustahkam va barqaror ishlashga ega, bu ularni talabchan muhitlarga o'rnatish va og'ir ish sharoitlarida ishlash imkonini beradi. Operatsion sozlamalarga intuitiv menyu orqali osongina kirish va terish mumkin, ularga raqamli rangli sensorli displey va brauzerning masofadan boshqarish pulti orqali kirish mumkin. Shu sababli, aniq energiya, umumiy energiya, amplituda, vaqt, bosim va harorat kabi barcha ishlov berish shartlari avtomatik ravishda o'rnatilgan SD-kartada qayd etiladi. Bu sizga oldingi sonikatsiya ishlarini qayta ko'rib chiqish va solishtirish va nanomateriallar va kompozitlarning sintezi, funksionalligi va tarqalishini eng yuqori samaradorlikka optimallashtirish imkonini beradi.
Hielscher Ultrasonics tizimlari butun dunyo bo'ylab nanomateriallarning sonokimyoviy sintezi uchun qo'llaniladi va nanozarrachalarning barqaror kolloid suspenziyalarga tarqalishi uchun ishonchli ekanligi isbotlangan. Hielscher sanoat ultrasonikatorlari doimiy ravishda yuqori amplitudalarni ishlatishi mumkin va 24/7 ishlash uchun qurilgan. 200 mkm gacha bo'lgan amplitudalarni standart sonotrodlar (ultratovushli zondlar / shoxlar) bilan osongina doimiy ravishda yaratish mumkin. Bundan ham yuqori amplitudalar uchun moslashtirilgan ultratovushli sonotrodlar mavjud.
Hielscher ultratovushli protsessorlari sonokimyoviy sintez, funktsionalizatsiya, nano-struktura va deaglomeratsiya uchun butun dunyo bo'ylab tijorat miqyosida o'rnatilgan. Batareya ishlab chiqarish uchun nanomateriallarni o'z ichiga olgan jarayon qadamingizni muhokama qilish uchun hozir biz bilan bog'laning! Bizning tajribali xodimlarimiz yuqori dispersiya natijalari, yuqori samarali ultratovush tizimlari va narxlar haqida ko'proq ma'lumot almashishdan xursand bo'lishadi!
Ultrasonikatsiyaning afzalligi bilan sizning ilg'or elektrod va elektrolitlar ishlab chiqarishingiz boshqa elektrod ishlab chiqaruvchilari bilan solishtirganda samaradorlik, soddalik va arzon narxlarda ustunlik qiladi!

Quyidagi jadvalda ultrasonikatorlarimizning taxminiy qayta ishlash quvvati ko'rsatilgan:

To'plam hajmi Oqim darajasi Tavsiya etilgan qurilmalar
1 dan 500 ml gacha 10 dan 200 ml / min UP100H
10 dan 2000 ml gacha 20 dan 400 ml / min UP200Ht, UP400St
0.1 dan 20 L gacha 0.2 dan 4L/min gacha UIP2000hdT
10 dan 100 l gacha 2 dan 10 l / min UIP4000hdT
na 10 dan 100 l / min UIP16000
na kattaroq ning klasteri UIP16000

Biz bilan bog'lanish! / Bizdan so'rang!

Qo'shimcha ma'lumot olish uchun so'rang

Ultrasonik protsessorlar, ilovalar va narx haqida qo'shimcha ma'lumot so'rash uchun quyidagi shakldan foydalaning. Biz sizning jarayoningizni siz bilan muhokama qilishdan va sizning talablaringizga javob beradigan ultratovush tizimini taklif qilishdan mamnun bo'lamiz!









Iltimos, bizning Maxfiylik siyosati.




Ultrasonik yuqori kesish gomogenizatorlari laboratoriya, dastgoh, uchuvchi va sanoat ishlov berishda qo'llaniladi.

Hielscher Ultrasonics laboratoriya, uchuvchi va sanoat miqyosida ilovalar, dispersiya, emulsifikatsiya va ekstraktsiyani aralashtirish uchun yuqori samarali ultratovushli homogenizatorlarni ishlab chiqaradi.



Adabiyot / Adabiyotlar


High performance ultrasonics! Hielscher's product range covers the full spectrum from the compact lab ultrasonicator over bench-top units to full-industrial ultrasonic systems.

Hielscher Ultrasonics kompaniyasi yuqori samarali ultratovushli homogenizatorlarni ishlab chiqaradi laboratoriya uchun sanoat hajmi.

Jarayoningizni muhokama qilishdan mamnun bo'lamiz.

Let's get in contact.