台灣奈米產業技術發展協會

2022.03 第一季奈米電子報

奈米碳管應用於鋰電池

奈米碳管用於電極可降低電極材料粒子間的內阻,提高電池效率。如Daikin展出單壁奈米碳管分散於氟樹脂用作正極材料的黏合劑、Zeon 展出單壁奈米碳管用於鋰-空氣電池的正極等,直接使用導電性高的單壁奈米碳管作為電極顆粒間導電通道。或是如Zeon 展出鋰硫電池的正極、Nippon Shizai 開發奈米碳管片材作為電極基板等,直接將奈米碳管作成承載電極材料的基材。或是如Mistubishi Pencil 展出供鋰電池電極使用的低黏度、高分散性的奈米碳管分散液,Kao也開發用於碳材(包含奈米碳管)的分散劑等,藉由提高分散性來提升導電性。此外Zeon 亦將奈米碳管用作抑制Li 針狀結晶。

Nanotech Energy 開發不可燃鋰電池

Nanotech Energy 是一家開發及製造單層石墨烯的公司,石墨烯結構可承受鋰離子在充放電時進出電極所引發的電極材料體積的變化,且高導電性可降低電池內阻及充放電產生的熱能,避免電池溫度過高。將石墨烯應用於鋰電池電極,再搭配該公司開發的不可燃電解質OrganoLyteTM,組成可針刺的不可燃電池,此電池於2022年CES展獲得Innovation Award。

NEDO開發CNF複材以減少碳排

NEDO 計畫目標為開發CNF用於塑膠複材、拓展CNF複材的應用及降低成本。此次展出包括改質的CNF、CNF複材母粒及製程、及CNF複材應用等。Nippon Paper展示CNF用於PP (CNF含量可達10%)及尼龍PA6(CNF含量可達15%)的複材,此外還與Sumimoto Rubber 合作開發CNF 彈性體複材。Kao 展出疏水性的CNF產品 LUNAFLEX,與環氧樹脂及壓克力形成複材,提升機械強度及耐熱性。Daio Paper 與SHIBAURA Machine 合作開發CNF複材母粒製程,CNF含量可達55%, Sugino Machine 開發15 wt% CNF水分散液及CNF粉末乾燥製程。Daiken 與 RISHO KOGYO推出建築內裝用100% CNF及含浸CNF樹脂板材,Panasonic 推出70% CNF 複材、CNF與植物性樹脂結合的複材,及製作成日常用品如杯子等。 NEDO 纖維素奈米纖維(CNF)複材

信州大學利用CNF將回收塑膠轉為農用栽培器材

信州大學與東京大學、富山環境整備公司合作,由東京大學提供TEMPO 氧化CNF技術,從農業廢棄物製備得到CNF,再從富士公司取得回收塑膠,信州大學利用CNF在樹脂中連成3D 網狀結構、及防止CNF乾燥後聚集的技術,將CNF與回收塑膠母粒混合形成複材,以此複材製作農業用水培板材及園藝盆等農用栽培器材。添加CNF於回收塑膠可提高回收塑膠的機械強度,塗裝著色亦不易剝落,增加耐用性。

Nisshinbo 開發可於海水進行生物分解的塑膠

Nisshinbo 開發一具有離子鍵的材料,添加於一般塑膠如PBSA (Poly-Butylene Succinate Adipate),塑膠中的離子可和海水中的離子進行離子交換,因離子鍵組裝的高分子結構因而崩解並溶解於海水,再被海水中微生物分解。Nisshinbo 還將此材料與生質且可生物分解的熱塑型樹脂結合,作為一般塑膠的添加劑,以增進一般塑膠於海水的生物可分解性。

奈米碳管提升橡膠耐熱性

SUNARROW添加Zeon 單壁奈米碳管ZEONNANO SG 101於氟橡膠(FKM)的複材SGOINT,應用於耐溫密封材如O ring,添加奈米碳管使FKM耐熱溫度從200。C提高到230。C,且230。C、168小時的壓縮回彈損失率為25%,比純FKM在200。C 72小時的損失率還小。Zeon 與Sakura Seal合作將其SG 101單壁奈米碳管應用於耐熱性更高的全氟橡膠(FFKM)上,1% 奈米碳管可以使FFKM 最高耐熱溫度到370°C (原FFKM耐熱溫度330°C),在300。C老化測試下,添加奈米碳管的FFKM 硬度可維持近600小時,而FFKM僅能維持300小時。

奈米碳管及其複材應用於醫療器材

Zeon將其單壁奈米碳管與矽膠形成導電複材,在不影響矽膠的硬度及皮膚的服貼性下,可以最少添加量得到適用的導電度,用作穿戴式醫療器材電極之用。Zeon 與美國醫用橡膠公司NovationSi合作將此應用於治療帕金森症病患手部顫抖的電療器材上,此導電橡膠複材產品PURmix ® High Concentration Rubber (HCR)已於2021年獲美國FDA認證。TPR將多壁奈米碳管製作無黏合劑的100% CNT 電極, 因無任何樹脂,直徑1 cm 電極片阻抗僅50Ω,可偵測到100 µV的微小訊號。




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