導電性ペースト産業におけるガス吸着技術の応用
導電性ペーストは、導電性と接着性の両方の特性を備えた特殊な機能性材料であり、新エネルギー電池、太陽光発電、エレクトロニクス、化学産業、印刷、軍事、航空などの分野で広く使用されています。導電性ペーストは主に導電相、結合相、有機キャリアから構成されており、このうち導電相は導電性ペーストの重要な材料であり、ペーストの電気的特性と成膜後の機械的特性を決定します。 一般的に使用される導電相の材料には、金属、金属酸化物、炭素材料、導電性高分子材料などが含まれます。導電相材料の比表面積、細孔径、真密度などの物理パラメータが、導電相の特性に重要な影響を与えることがわかっています。スラリーの導電性と機械的特性。したがって、ガス吸着技術に基づいて、導電相材料の比表面積、細孔径分布、真密度などの物理パラメータを正確に特徴付けることが特に重要です。さらに、これらのパラメータを正確に調整することで、ペーストの導電率を最適化し、さまざまな用途の要件を満たすことができます。 01 導電性ペーストの紹介 実際の用途に応じて、異なる種類の導電性ペーストは同じではなく、通常、異なる種類の導電性相に従って、導電性ペースト：無機導電性ペースト、有機導電性ペースト、複合導電性ペーストに分けることができます。無機導電性ペーストは、金属粉末と非金属の2種類の金属粉末に分けられ、主に金、銀、銅、錫、アルミニウムなど、非金属導電相は主に炭素材料です。導電相の有機導電性ペーストは主に導電性高分子材料であり、密度が小さく、耐食性が高く、成膜特性が良く、一定範囲の導電率を調整できるなどの特徴を持っています。複合系導電性ペーストは現在、導電性ペースト研究の重要な方向であり、その目的は、無機導電性ペーストと有機導電性ペーストの利点を組み合わせ、無機導電性相と有機材料支持体を有機的に組み合わせ、両方の利点を最大限に発揮することである。 導電性ペーストの主な機能相としての導電相は、電気経路を提供し、電気的特性を達成するために、その比表面積、細孔径、真密度、およびその他の物理的パラメータがその導電特性に大きな影響を与えます。 比表面積：比表面積のサイズは導電性に影響を与える重要な要素であり、特定の範囲内で比表面積が大きいほど、より多くの電子伝導経路が提供され、抵抗が減少し、導電性ペーストの導電性が高まります。高い導電率は、回路の効率的な導通を確保するための電子デバイスなど、多くの用途で重要です。 細孔サイズ: 細孔サイズの選択は、電子伝導とイオン拡散の両方に大きな影響を与えます。細孔サイズが小さい導電相はイオンの拡散速度を低下させることができ、これは一部のバッテリー用途では有利となり、より高い充電および放電速度が可能になります。ただし、細孔径が小さすぎると電子伝導が妨げられる場合があります。したがって、開口部のサイズは、特定のアプリケーション要件に基づいて慎重に選択する必要があります。 真の密度: 真の密度は、導電相の原子または分子がどれだけ接近しているかを反映します。通常、真密度が高いほど構造が緻密であることを示し、電子伝導が容易になります。金属や金属酸化物などのより真密度の高い材料は、高い導電性を必要とする用途によく使用されます。 したがって、研究開発プロセス中に、調製された導電性ペーストが必要な電子伝導性、機械的特性、および安定性を確実に有するように、上記の物理的パラメーターが正確に特徴付けられます。以下は、異なる導電相を含むペーストの吸着特性の特性評価に関するケーススタディの詳細な説明です。 02 金属導電性ペーストの吸着性能特性評価 金属導電性ペーストには、貴金属であるAu、Ag、Pd、Ptなど、非貴金属であるCu、Ni、Alなどが含まれます。Au導電性ペーストは優れた性能を持っていますが、一般使用のコストを削減するために高価です。銀粉末の場合、セラミック表面上の銀は強い付着力を持ち、セラミックの表面に連続的に緻密で均一な薄い層を形成することができます。銀電極の静電容量は他の電極材料よりも大きくなりますが、銀は電気的作用により、フィールドでは電子移動が発生し、導電率が低下し、寿命に影響を与えます。銅粉は他の金属系導電ペーストに比べて安価で導電性に優れていますが、銅は化学的に活性で酸化しやすく、抵抗率が上昇するという欠点があります。 一般的かつ重要な導電性ペーストとしての銅粉および銀粉は、その焼結膜抵抗、密着性、緻密性およびその他の重要なパラメーターは、粒子の形態、分散、粒子サイズ、および比表面積の特性にある程度依存します。Lv Ming 教授は、粒径が小さくなるほど比表面積が大きくなり、したがって比表面エネルギーが大きくなり、融点が低くなり、より低い焼結温度で銀ペースト中のナノ銀粉末が固化するのに役立つことを発見しました。温度に敏感な特定のシナリオで使用できます。CIQTEK の EASY-V シリーズ比表面積測定器を使用して銅および銀粉末の比表面積を測定したところ、結果はそれぞれ 2.71m 2 / gおよび 1.59m 2 /g でした（図 1 および 2）。 P/P0 選択ポイントは 0.05 ～ 0.30 の範囲、線形フィット> 0.999、切片はすべて正であり、テスト結果が正確で信頼性が高く、機器が高度に自動化されており、操作が簡単で便利であることを示しています。高いテスト効率を実現しました。操作が簡単で便利で、テスト効率が高くなります。 図1 銅粉の比表面積試験結果 図2 銀粉の比表面積試験結果 03 カーボンベースの導電性ペーストの吸着特性の特性評価 カーボン導電性ペーストは、一般にカーボンブラック、グラフェン、カーボンナノチューブなどであり、主に電池の正極材料および負極材料の導電剤として使用され、電池の重要な補助材料の1つです。導電剤により、電子が正極および負極とコレクタの間を自由に移動できるようになります。電流をスムーズに流すためには、正極材と負極材に効率よく導電剤を均一に付着させて三次元網目構造を形成する必要があります。 カーボンブラックは点接触の粒子導電剤であり、ある程度の付着力はありますが方向性がなく、ネットワーク経路を形成するのは容易ではありません。通常は比表面積の大きなカーボンブラックを使用し、粒子サイズの小さいカーボンブラックを使用します。単位体積あたりの粒子は、相互に接触してネットワーク経路を形成しやすくなります。グラフェンは面または線接触のシート状導電剤で、比表面積が大きく、負極に添加するとSEIが多く形成されやすく、リチウムイオンを消費しやすい（コーティングミクロンシリコンを除く）ため、一般的には多重度および低温性能を向上させるために正極に添加されます。カーボン ナノチューブ導電剤は繊維状で長さ方向と幅...
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