Kapitolu 1: L-ewwel, Ifhem: Għaliex il-Pejst tan-Nanotubi tal-Karbonju huwa daqshekk diffiċli biex tiffiltra?
Ħbieb li ħadmu ma 'slurries tal-katodu tal-batterija tal-litju jew kisjiet konduttivi jafu li CNTs huma tassew eċċellenti fil-prestazzjoni - konduttività elettrika tajba, ammont baxx ta' żieda, u l-abbiltà li tiżdied id-densità tal-enerġija. Madankollu, ladarba fuq il-linja tal-produzzjoni, speċjalment matul il-pass tal-filtrazzjoni, huwa sempliċement uġigħ ta 'ras.
Sintomi tipiċi: Skrin tal-filtru ta '200 malji li għadu kif ġie sostitwit, wara li jiffiltra inqas minn 50 kg ta' pejst, il-gauge tal-pressjoni jogħla għal aktar minn 0.3 MPa; l-iskrin tal-filtru jinbidel aktar minn għaxar darbiet kuljum; jew sempliċiment isir "mgħaffeġ" direttament, u l-pejst ma jistax joħroġ.
Hemm tliet kawżi ewlenin:
Il-proporzjon tal-aspett tas-CNTs huwa estremament kbir (tipikament 100-1000 jew aktar). Dawn huma bħal mazz ta 'spina artab fil-livell tal-mikron, intertwining ma' xulxin biex jiffurmaw forma ta '"bejta ta' l-għasafar", faċilment jeħlu fil-pori ta 'l-iskrin tal-filtru.
L-agglomerati huma diffiċli biex jinfetħu kompletament. Anke wara tħin taż-żibeġ jew dispersjoni għolja-shear, numru kbir ta 'partiċelli agglomerati CNT ta' għexieren ta 'mikrometri jibqgħu, u dawn iċ-ċapep iebsin jimblukkaw direttament il-pori tal-filtru.
Il-viskożità tas-sistema tal-pejst hija għolja. Speċjalment f'sistemi li jużaw NMP bħala s-solvent, meta l-kontenut solidu huwa 15% -20%, il-viskożità tista 'tilħaq diversi eluf ta' centipoise, il-fluwidità hija fqira, u anke reżistenza żgħira tikkawża li l-filtrazzjoni tikkollassa.
Kapitolu 2: X'Jista 'Jagħmel Shandong Tanfeng biex Jgħinek?
Fis-soluzzjoni tal-problema tad-diffikultà tal-filtrazzjoni, il-kapaċità teknika tal-manifattur CNT upstream ħafna drabi hija sottovalutata. Fornitur b'kapaċitajiet ta 'riċerka u żvilupp jista' jgħinek tnaqqas il-piż tal-filtrazzjoni mis-sors. Hawn huma diversi dimensjonijiet ta' vantaġġi notevoli:
Vantaġġ 1: Prodotti CNT li huma aktar faċli biex jinxterdu
Id-diffikultà tad-dispersjoni tvarja ħafna fost CNTs prodotti minn manifatturi differenti. Manifatturi tajbin se jottimizzaw mis-sors:
Dijametru tat-Tubu u Kontroll tat-Tul tat-Tubu:CNTs b'ħafna-ħitan (MWCNTs) huma aktar iebsa u iqsar minn-CNTs b'ħitan wieħed (SWCNTs), li jagħmlu l-filtrazzjoni relattivament aktar faċli. Permezz tal-ottimizzazzjoni tas-sistema tal-katalist fil-proċess CVD (bħal katalizzaturi bimetalliċi tal-ħadid/kobalt), Shandong Tanfeng jista 'jikkontrolla b'mod preċiż id-dijametru tat-tubu fi ħdan 1-2 nm u t-tul tat-tubu f'medda speċifika, u jnaqqas it-tħabbil eċċessiv.
Trattament ta' Funzjonalizzazzjoni tal-wiċċ:Xi manifatturi ewlenin iwettqu modifika tal-wiċċ fuq CNTs biex itejbu l-kompatibilità interfacial tagħhom mas-solvent, u jagħmlu l-pejst aktar stabbli wara t-tixrid u inqas suxxettibbli għal ri-agglomerazzjoni.
Masterbatch-imxerred minn qabel:L-għażla ta 'pejst konduttiv imxerred minn qabel (masterbatch b'kontenut ta' 8-10% CNT) tnaqqas id-diffikultà tal-filtrazzjoni b'ordni ta 'kobor meta mqabbla max-xiri ta' trab u t-tixrid lilek innifsek.
Vantaġġ 2: Kapaċità ta 'Personalizzazzjoni tal-Formulazzjonijiet tal-Pejst
Il-manifatturi professjonali tas-CNT mhux biss ibigħu trab iżda jipprovdu wkoll soluzzjonijiet ta 'dispersjoni ta' appoġġ:
Sistema dispersant:Żvilupp ta '-dispersanti ta' prestazzjoni għolja (bħal modifikaturi tal-wiċċ ibbażati fuq polyvinylpyrrolidone-) biex tinkiseb sospensjoni uniformi u stabbiltà- fit-tul ta 'CNTs f'solventi organiċi permezz ta' regolazzjoni potenzjali Zeta, li tiġi evitata agglomerazzjoni sekondarja waqt il-ħażna.
Ottimizzazzjoni tal-Kontenut Solidu:Formulazzjoni tajba tista 'tikseb kontenut solidu għoli ta' 5% -10% b'viskożità kontrollabbli, li tippermetti użu dirett fi proċessi ta 'kisi mingħajr dilwizzjoni eċċessiva qabel il-filtrazzjoni.
Vantaġġ 3: Akkumulazzjoni ta 'Privattivi fit-Teknoloġija tat-Tneħħija ta' Impurità
Raġuni moħbija għal diffikultà fil-filtrazzjoni hija l-preżenza ta 'impuritajiet manjetiċi mħallta fil-pejst, li jaċċelleraw l-imblukkar tal-iskrin tal-filtru. Manifatturi teknikament kapaċi jikkontrollaw l-impuritajiet għall-minimu qabel ma joħorġu mill-fabbrika:
Shandong Tanfeng żviluppat apparat integrat għat-tneħħija tal-impuritajiet "adsorbiment manjetiku + filtrazzjoni" integrat, bl-użu ta 'vireg manjetiċi biex jassorbi impuritajiet manjetiċi (bħal ħadid, kobalt u residwi oħra ta' katalizzatur), u mbagħad juża komponenti tal-filtru biex jinterċetta impuritajiet ta 'partikuli, tnaqqas il-piż tal-filtrazzjoni downstream mis-sors.
Żviluppa wkoll struttura ta' diska tal-filtru b'elettrokalamita, li tuża n-natura mhux-manjetika tas-CNTs biex tassorbi u tneħħi partiċelli tal-metall residwi.
Vantaġġ 4: Kontroll tal-Kwalità u Teknoloġija tal-Ittestjar
Li tippossjedi teknoloġija bi privattiva għall-identifikazzjoni tad-daqs tal-partiċelli in-situ tista 'tiddetermina malajr jekk it-tixrid tal-pejst CNT jissodisfax l-istandard, u jiżgura l-konsistenza tal-prodotti li joħorġu mill-fabbrika. Dan ifisser li l-prestazzjoni tal-filtrazzjoni ta 'kull lott ta' pejst li tirċievi hija aktar stabbli u mhux se tvarja bejn it-tajjeb u l-ħażin.
F'sentenza waħda:L-għażla ta 'fornitur CNT b'kompetenza teknika effettivament issolvi nofs il-problema tal-filtrazzjoni. Huma jqisu proċessabbiltà sussegwenti fl-istadju tad-disinn tal-prodott, li tista 'tnaqqas b'mod sinifikanti l-frekwenza tal-imblukkar tal-iskrin fuq il-linja tal-produzzjoni tiegħek.
Kapitolu 3: 7 Metodi Effettivi biex Issolvi Diffikultajiet ta 'Filtrazzjoni
Metodu 1: "De-agglomerazzjoni" sfurzata Darba Qabel il-Filtrazzjoni
Bosta manifatturi jisseparaw kompletament id-dispersjoni u l-filtrazzjoni. Fil-fatt, l-installazzjoni ta' high-shear emulsifier jew proċessur ultrasoniku onlajn (qawwa 2-3 kW, frekwenza 20 kHz) f'serje qabel il-filtru jista 'jerġa' jiftaħ is-CNTs li reġgħu agglomeraw matul il-ħażna. Wara li żiedet dan il-pass, fabbrika tal-materjal tal-katodu ternarju estendiet il-ħajja tal-iskrin tal-filtru minn sagħtejn għal 8 sigħat.
Metodu 2: Filtrazzjoni f'fażijiet, Tippruvax tagħmel dan f'pass wieħed
Tibdiex direttament bi skrin ta 'malji 200. L-approċċ korrett huwa:
L-ewwel stadju:Filtrazzjoni oħxon ta 'l-istainless steel ta' 30 malji biex jinterċettaw impuritajiet kbar u agglomerati ovvji.
It-tieni stadju:Filtrazzjoni intermedja ta '100 malji.
It-tielet stadju:150-200 malja filtrazzjoni fina.
Ħalli l-pejst ikollu buffer u rilaxx tal-pressjoni statika bejn kull stadju. Jekk il-prodott jeħtieġ ndafa estremament għolja, uża 250-malji fl-istadju finali, iżda l-Metodu 3 għandu jiġi kkoordinat f'dan il-punt.
Metodu 3: Applika Tisħin u Tħawwad Flimkien
Temperatura:Saħħan il-pejst għal 40-45 grad (is-sistema NMP m'għandha l-ebda problema minħabba l-punt għoli tat-togħlija tagħha; is-sistema bbażata fuq l-ilma m'għandhiex taqbeż il-50 grad). Il-viskożità se tonqos bi 30% -40%, u r-rata ta 'passaġġ mill-iskrin tal-filtru se tiżdied b'mod sinifikanti.
Tħawwad:Żomm it-taħwid ta'-veloċità baxxa (30-60 rpm) fit-tarf ta' quddiem tad-daħla tal-filtru biex tevita li CNTs joqogħdu fit-tajn iebes. Jekk tuża tank tal-pressjoni ssiġillat, żid ħawwad akkoppjat manjetikament fil-qiegħ.
Metodu 4: Aqleb għal Tip differenti ta 'Tagħmir ta' Filtrazzjoni
Il-filtri tal-borża konvenzjonali jew il-filtri tal-iskartoċċ huma intrinsikament "mhux faċli" għall-pejst CNT. L-alternattivi rakkomandati jinkludu:
Filtru tad-Drum tal-vakwu:Jiddependi fuq il-ġbid tal-vakwu. Wara li tifforma fuq il-wiċċ tat-tanbur, il-kejk tal-filtru jinbarax awtomatikament, u għalhekk ma jinstaddx kontinwament. Adattat għal produzzjoni kontinwa fuq skala kbira-.
-Filtru tat-Tindif:Għandu apparat intern tal-barraxa jew backwash li awtomatikament inaddaf il-wiċċ tal-iskrin tal-filtru kull 10 minuti. L-investiment inizjali huwa għoli, iżda l-ispiża tista 'tiġi rkuprata mix-xogħol u l-midja tal-filtru fi żmien sitt xhur.
Filtru tal-iskrin li jivvibra:Japplika vibrazzjoni vertikali jew orizzontali għall-iskrin tal-filtru, li tikkawża li s-CNTs mwaħħla fil-fetħiet tal-malji "ħawwad off" lura fil-pejst.
Metodu 5: Aġġusta l-Morfoloġija tas-CNTs Infushom
Jekk il-metodi kollha ta 'hawn fuq ġew ippruvati u għadhom ifallu, il-problema tista' tkun mal-materja prima. F'dan il-punt, għandek bżonn tkellem mal-fornitur tas-CNT tiegħek - tara jekk tistax taqleb għal lott b'tul ta' tubu iqsar u proporzjon tal-aspett iżgħar, jew tixtri direttament pejst-imxerred minn qabel.
Metodu 6: Ibdel minn "Filtrazzjoni ta 'Pressjoni Pożittiva" għal "Filtrazzjoni ta' Pressjoni Negattiva"
Taħt pressjoni pożittiva, iktar ma tkun kbira l-pressjoni differenzjali, aktar is-CNTs jiġu ppressati b'mod issikkat u aktar ma jiddaħħlu fil-fond fl-iskrin tal-filtru. Taqleb għal filtrazzjoni bil-vakwu (grad tal-vakwu -0.06 sa -0.08 MPa), il-pejst jinġibed mill-iskrin tal-filtru b'forza ta 'shear aktar baxxa, u l-veloċità tal-imblukkar tonqos. L-iżvantaġġ huwa rata tal-fluss limitata, adattata għal lottijiet żgħar u medji.
Metodu 7: Aċċetta "Filtrazzjoni inkompleta" u Ottimizza l-downstream
Xi proċessi tal-kisi mhumiex sensittivi għal agglomerati rotob ta 'għexieren ta' mikrometri f'pejst CNT (minħabba li d-distakk tal-kisi huwa tipikament 'il fuq minn 100 mikrometru). Tista 'tirrilassa b'mod xieraq il-preċiżjoni tal-filtrazzjoni għal 120 malja, filwaqt li żżid it-tneħħija onlajn ta' impuritajiet tal-metall qabel il-kisi (bl-użu ta 'vireg manjetiċi jew filtri elettromanjetiċi). Dan jiżgura li r-ras tal-kisi ma tinstaddx waqt li ssolvi l-problema tal-iblukkar tal-filtrazzjoni.
Kapitolu 4: Każ Reali: Mill-Bdil tal-Filtri 15-il darba kuljum għal 3 darbiet
Is-sena li għaddiet, għenna manifattur tal-kuntratt tal-pejst konduttiv fiċ-Ċina tan-Nofsinhar jagħmel dijanjosi. Il-pejst CNT tagħhom (b'ħafna-ħitan, kontenut solidu 12%, sistema NMP) uża skartoċċ tal-filtru ta' 200 malja, u kellhom jibdluh 15-18-il darba għal kull shift, u jagħmlu produzzjoni kontinwa kważi impossibbli.
Għamilna tliet bidliet:
Żied emulsifikatur ta' shear-high-fil-linja fl-iżbokk tat-tank tad-dispersjoni (għaddi darba qabel ma tidħol fil-filtru).
Bidla l--stadju wieħed 200-malji għal 50-malji filtrazzjoni oħxon → 120-malji → 200-malji.
Imsaħħan il-pejst mit-temperatura tal-kamra għal 42 grad u żammet it-taħwid tad-daħla.
Tlett ijiem wara, il-frekwenza tal-bidla tal-filtru niżlet għal 3 darbiet għal kull shift, u l-ħin tal-filtrazzjoni tal--lott wieħed tnaqqas minn 4 sigħat għal 1.5 sigħat. L-ispiża totali kienet inqas minn 20,000 RMB.
Nota addizzjonali:Din il-fabbrika aktar tard għamlet ħaġa oħra - huma qalbu għal fornitur CNT differenti u għażluna. Wara t-trattament tal-modifika tal-wiċċ, l-istat inizjali ta 'dispersjoni kien aħjar, u l-pressjoni tal-filtrazzjoni niżlet b'madwar 30%. Dan jikkonferma prinċipju: l-ottimizzazzjoni tal-proċess u l-aġġornament tal-katina tal-provvista għandhom jiġu segwiti fl-istess ħin.
Kapitolu 5: Sommarju f'sentenza Waħda
Id-diffikultà fil-filtrazzjoni tal-pejst konduttiv CNT hija essenzjalment ir-riżultat tas-superpożizzjoni ta 'tliet fatturi: "fibri twal + agglomerazzjoni + viskożità għolja." Tistenniex skrin ta' filtru ultra-fin wieħed biex issolvi l-problemi kollha. Minflok, uża strateġija ta 'kombinazzjoni ta' "trattament minn qabel biex tiftaħ agglomerati, filtrazzjoni fi stadji biex taqsam it-tagħbija, kontroll tat-temperatura u tħawwad biex tnaqqas il-viskożità, u tbiddel it-tip ta 'tagħmir jekk meħtieġ."
Fl-istess ħin, tinsiex li l-għażla tal-fornitur upstream it-tajjeb hija l-aħjar ottimizzazzjoni tal-proċess. Manifattur CNT teknikament kapaċi jista 'jiffranka 80% ta' problemi ta 'filtrazzjoni sussegwenti fl-istadju tad-disinn tal-prodott. Jekk il-linja tal-produzzjoni tiegħek qed tbati minn imblukkar tal-iskrin, ipprova agħżel 2-3 mis-7 metodi ta 'hawn fuq l-ewwel, u fl-istess ħin, kellem lill-fornitur tiegħek dwar l-għażla tal-prodott. Tipikament għandek tara titjib sinifikanti fi żmien ġimgħa.