TUBALL™単層カーボンナノチューブの持つユニークな性質が、リチウムイオン電池の性能を大きく向上させます。エネルギー密度、安全性、放電性能、密着性、どれをとっても他製品に勝る性能を提供します。
カーボンブラックや多層カーボンナノチューブでは得られなかった優れた性能を持つ正極が可能となります。
TUBALL™単層カーボンナノチューブには、いくつかのユニークな特徴があります。非常に大きな長さ対直径比、柔軟性、そして主要材料を結合し補強ネットワークを創る能力。これにより、超低濃度の添加で、リチウムイオン電池の性能を大幅に向上させます。
SEM画像が示すように、NCM811の主要材料にたった0.08%のTUBALL™単層カーボンナノチューブを加えるだけで粒子の表面を覆い、粒子同士を結合します。
リチウムイオン電池製造に利用可能な材料の中でも最高度の導電性を持つTUBALL™単層カーボンナノチューブなら、少量の添加でバッテリー内部の直流抵抗を減少させます。正極材料内に創られたTUBALL™ネットワークは、充放電サイクルを複数回繰返し高温保存した後でも安定しています。しかも直流抵抗は低いまま。
直流抵抗の低いバッテリーは高温にならず、出火のリスクも減少します。TUBALL™単層カーボンナノチューブがもたらす、もう一つの利点です。
0.1% に満たないTUBALL™が、より高いエネルギー密度を実現します。この添加率は、多層カーボンナノチューブやカーボンブラックを導電性添加剤として使用した場合と比べ、10～60分の一。今まで電気自動車に使われていた5kgの導電性カーボンブラックは、たった100gのTUBALL™で置換できます。
導電性添加剤の中でも一際優れたTUBALL™単層カーボンナノチューブを正極材に使用することにより、放電速度が上がると同時にバッテリーの容量も上がります。
単層カーボンナノチューブのネットワークが正極材料の粒子をしっかりつなぎ、結合力を高めます。
LCO、LFP、あるいはNCM正極への単層カーボンナノチューブの使用を促進するため、OCSiAlは、混ぜるだけの添加剤TUBALL™ BATTを開発しました。TUBALL™ BATTには、担体の異なる各液状タイプがあり、どれも予備分散済みであるため、通常の製造工程の途中で投入するだけでご使用いただけます。
優れたTUBALL™の導電性で、電池の安全性とエネルギー密度が上昇します。TUBALL™ BATTはコスト効率が改善された予備分散済み添加剤となっています。
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High thickness and specific capacity leads to areal capacities of up to 45 and 30 mAh cm−2 for anodes and cathodes, respectively. Combining optimized composite anodes and cathodes yields full cells with state-of-the-art areal capacities (29 mAh cm−2) and specific/volumetric energies (480 Wh kg−1 and 1,600 Wh l−1).
Replacing Denka black with SWCNT allows to reduce the carbon content to 0.2 wt% to further increase the energy density, and 2 wt% of PVDF was shown to benefit the cycling stability due to the mitigated PVDF-induced side reactions from its direct contact with NCA particles.
100 μm thick electrodes with mass loadings 2 of ∼15 mg/cm2 were produced. While carbon black or graphene loadings of >10 wt % are required to reach OOP conductivities of 1 S/ m, this level can be achieved with ∼1 wt % of carbon nanotubes.
With minimum inactive components (i.e., binder and conductive agents), the proposed electrode structure delivers good cycling stability and rate capability under high areal loading (as high as 200 mg cm−2).
