Materiais para baterias
Carvão Ativado para Supercapacitores para Sistemas de Armazenamento de Energia com Eletrólito Orgânico e Aquoso
Número do item : CL21
O preço varia com base em especificações e personalizações
- Área de Superfície Específica (BET)
- 1600 – 2500 m²/g
- Capacitância de Referência
- 140 – 300 F/g (Orgânico / Aquoso)
- Teor de Cinzas
- < 0.5%
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Visão Geral do Produto
Este carvão ativado de alta pureza foi especificamente desenvolvido como um material ativo de eletrodo premium para supercapacitores de alto desempenho, capacitores híbridos e dispositivos de armazenamento de energia. Projetado para oferecer cinética superior de carga-descarga, este material avançado apresenta uma área superficial específica ultra-alta, teor de cinzas excepcionalmente baixo e uma arquitetura de poros otimizada para sistemas de eletrólito orgânico e aquoso. Ao facilitar a rápida difusão iônica e maximizar a área superficial eletroquimicamente acessível, este pó proporciona um equilíbrio notável entre densidade de energia e potência.
Utilizado principalmente na fabricação de capacitores de camada dupla elétrica (EDLCs), supercapacitores híbridos, baterias de chumbo-carbono e células de combustível de última geração, este material garante uma resistência série equivalente (ESR) mínima e uma longevidade de ciclo excepcional. Seu perfil químico estável suprime efetivamente reações colaterais parasitas, como a evolução de hidrogênio, tornando-o o material de escolha para fabricantes industriais de baterias e capacitores, laboratórios de P&D eletroquímico de alta taxa e instituições avançadas de pesquisa energética.
Desenvolvido sob rigorosos controles de qualidade, este carvão para eletrodos exibe densidade aparente consistente, distribuição de tamanho de partícula (D50) rigidamente controlada e impurezas metálicas em níveis de traços. Seja integrado em células tipo moeda, células cilíndricas enroladas ou pacotes de supercapacitores prismáticos de grande formato, este material oferece consistentemente alta capacitância específica, integridade mecânica superior durante o processamento da pasta (slurry) e estabilidade robusta sob perfis operacionais exigentes de alta tensão e alta corrente.
Principais Características
- Área Superficial Específica Ultra-Alta: A rede de poros multimodal otimizada fornece áreas superficiais BET de até 2500 m²/g, maximizando os locais de acumulação de carga ativa enquanto preserva a rápida acessibilidade dos íons do eletrólito em meios não aquosos e aquosos.
- Baixa Resistência Interna e Alta Condutividade: Oferece condutividade elétrica de até 0,40 S/mm com baixa resistividade aparente, reduzindo significativamente a resistência interna da célula e a geração de calor durante ciclos galvanostáticos de alta taxa.
- Minimização da Evolução de Hidrogênio: A química de superfície personalizada e a alta pureza química inibem reações parasitas de evolução de hidrogênio, aumentando drasticamente a janela de potencial de trabalho, a retenção de carga e a segurança operacional em configurações de alta tensão.
- Teor Ultra-Baixo de Cinzas e Impurezas Metálicas: Controlado para menos de 0,5% de cinzas e menos de 50 ppm de teor de ferro, prevenindo a autodescarga, micro-curtos e a decomposição catalítica localizada do eletrólito ao longo de ciclos de vida operacionais estendidos.
- Compatibilidade de Eletrólito Personalizada: Disponível em formulações especializadas otimizadas para molhabilidade de solventes e transporte iônico em solventes orgânicos (acetonitrila, carbonato de propileno) e soluções de eletrólitos aquosos (hidróxido de potássio, ácido sulfúrico).
- Distribuição Uniforme do Tamanho de Partícula: A granulometria estreita em escala mícron (D50 variando de 5,0 a 10,0 µm) promove revestimentos de eletrodo densos e sem rachaduras, com excelente adesão e empacotamento homogêneo nos coletores de corrente.
- Vida Útil e Retenção de Capacitância Superiores: Mantém alta capacitância reversível (até 260–300 F/g em sistemas aquosos e 140–160 F/g em sistemas orgânicos) ao longo de dezenas de milhares de ciclos contínuos de carga-descarga.
Aplicações
| Aplicação | Descrição | Principal Benefício |
|---|---|---|
| Capacitores de Camada Dupla Elétrica (EDLC) | Fabricação de eletrodos para supercapacitores simétricos comerciais operando em formulações de eletrólito orgânico. | Oferece janelas de alta tensão operacional (até 2,7V–3,0V) e capacitância específica estável de 160 F/g com baixa ESR. |
| Supercapacitores Aquosos de Alta Potência | Material ativo para dispositivos de armazenamento de energia com eletrólito à base de água que exigem descarga rápida de alta corrente. | Atinge alta capacitância gravimétrica (260–300 F/g) mantendo excelente capacidade de taxa e segurança ambiental. |
| Baterias Híbridas de Chumbo-Carbono | Aditivo de placa negativa em baterias avançadas de armazenamento de energia de chumbo-ácido e chumbo-carbono. | Suprime a sulfatação da placa negativa, melhora a operação em estado parcial de carga (PSoC) e estende a vida útil da bateria. |
| Capacitores Híbridos e Assimétricos | Material complementar de cátodo/ânodo pareado com óxidos metálicos do tipo bateria ou polímeros condutores. | Preenche as lacunas de desempenho entre densidade de energia e densidade de potência, proporcionando fornecimento de energia equilibrado e alta estabilidade de ciclo. |
| Células de Combustível de Troca Protônica e Metanol Direto | Suporte de catalisador condutor funcional e aditivo de camada de difusão porosa para conjuntos de células de combustível. | Oferece alta inércia química, condutividade eletrônica superior e transporte de massa confiável em ambientes ácidos/alcalinos. |
| Materiais de Laboratório e P&D de Eletrólitos | Material de referência padronizado para avaliar novos eletrólitos, líquidos iônicos e sistemas de ligantes de próxima geração. | Garante dados de desempenho de base altamente reprodutíveis em várias formulações de pasta e arquiteturas de teste de células. |
Especificações Técnicas
| Parâmetro de Especificação | Variante Padrão de Eletrólito Orgânico (CL21-AC01) | Variante Orgânica de Alta Condutividade (CL21-AC03) | Variante de Alta Capacitância de Eletrólito Aquoso (CL21-AC02) | Padrão de Teste / Analítico |
|---|---|---|---|---|
| Sistema de Eletrólito Alvo | Eletrólito Orgânico (ACN / PC) | Eletrólito Orgânico (ACN / PC) | Eletrólito Aquoso (KOH / H₂SO₄) | Alvo da Aplicação |
| Área Superficial Específica (BET) | 2000 – 2500 m²/g | 1600 – 1700 m²/g | 2000 – 2500 m²/g | Adsorção de N₂ Tristar II 3020 |
| Volume de Poros | Microporoso Otimizado | 0,6 – 0,8 ml/g | Rede de Alta Porosidade Otimizada | Tristar II 3020 |
| Capacitância de Referência | ~160 F/g (Sistema Orgânico) | >140 F/g (Sistema Orgânico) | 260 – 300 F/g (Sistema Aquoso) | Voltametria Cíclica de Célula Simulada / GCD |
| Teor de Cinzas | < 0,5% | < 0,5% | < 0,5% | GBT-12496.3 |
| Teor de Umidade | < 10% | Traços | < 5% | Analisador de Umidade |
| Impurezas Metálicas (Fe) | Traços (< 50 ppm) | < 50 ppm | Traços (< 50 ppm) | Método Padrão ASTM |
| Condutividade Elétrica | Alta Condutividade Eletrônica | 0,30 – 0,40 S/mm | Alta Condutividade Eletrônica | Método de Medição de Quatro Pontas |
| Tamanho de Partícula (D50) | ~10 µm | 5,0 – 8,0 µm | ~10 µm | Analisador de Tamanho de Partícula a Laser |
| Densidade Aparente / Densidade Compactada | Densidade Aparente: > 0,4 g/ml | Densidade Compactada: 0,35 – 0,45 g/ml | Peso Específico Aparente: > 0,4 g/ml | GBT21354-2008 |
| Peso Molecular | 12 (Matriz de carbono) | 12 (Matriz de carbono) | 12 (Matriz de carbono) | Base de Carbono Nominal |
| Unidade de Embalagem | 500 g / Saco de Barreira Selado | 500 g / Saco de Barreira Selado | 500 g / Saco de Barreira Selado | Barreira Hermética à Prova de Umidade |
Diretrizes de Manuseio Operacional e de Segurança
- Requisitos de Armazenamento: Armazenar em armazém fresco, estritamente seco e bem ventilado, longe de fontes diretas de ignição, materiais combustíveis e agentes oxidantes fortes.
- Integridade da Embalagem: Manter a embalagem hermeticamente fechada até o momento da preparação da pasta. Em caso de danos à embalagem, selar imediatamente; o carvão ativado de alta superfície adsorve ativamente o ar ambiente, umidade e VOCs, o que pode induzir autoaquecimento exotérmico.
- Cuidado em Espaços Fechados: Não expor o pó ativo a granel em espaços não ventilados ou confinados, pois a adsorção contínua de gases atmosféricos ambientes pode esgotar o oxigênio localmente e criar ambientes perigosos para a respiração.
Por que Escolher Este Produto
- Engenharia de Poros de Precisão: Sintetizado através de métodos de ativação controlados para produzir proporções de microporos e mesoporos sob medida que correspondem aos raios iônicos solvatados de solventes orgânicos e eletrólitos aquosos, evitando o entupimento dos poros e maximizando a capacitância.
- Consistência entre Lotes: Protocolos rígidos de processamento térmico automatizado e purificação garantem tolerâncias rigorosas na área superficial BET, tamanho de partícula e condutividade, eliminando variações na reologia da pasta e defeitos de revestimento durante a produção piloto e em massa.
- Perfil de Baixa Impureza para Confiabilidade em Alta Tensão: Baixo teor de cinzas (<0,5%) e teor ultra-baixo de metais de transição (<50 ppm Fe) suprimem reações colaterais parasitas internas, prevenindo a geração de gás e a degradação prematura do dispositivo durante testes de flutuação de alta tensão.
- Suporte Abrangente à Integração de Processos: Apoiado por ampla experiência em todo o fluxo de trabalho de fabricação de células, incluindo parâmetros de mistura de pasta, recomendações de revestimento por lâmina (doctor-blade), metas de densidade de calandragem e otimização da molhabilidade do eletrólito.
Entre em contato com nossa equipe de engenharia técnica hoje mesmo para discutir as especificações de suas células, solicitar dados detalhados de segurança do material ou receber uma cotação personalizada para volumes de laboratório e produção comercial.
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