Sorción de Gas en Pastas Conductoras en Industria Energética
Las isotermas de adsorción-desorción pueden ayudar a determinar la conductividad en pastas conductoras las cuales son ampliamente utilizadas en la industria de baterías y para energía fotovoltaica.
¿Qué son las pastas conductoras?
Las pastas conductoras son materiales funcionales clave para la industria de baterías de nueva energía, electrónica, fotovoltaica, impresión y aviación. Estos materiales se componen de tres elementos principales: fase conductora, fase de unión y portador orgánico. Entre ellos, la fase conductora es crucial, ya que determina las propiedades eléctricas y mecánicas de la pasta una vez aplicada.
Caracterización de Propiedades Clave
La tecnología de adsorción de gas permite evaluar parámetros fundamentales para optimizar la conductividad de las pastas, como:
- Área de superficie específica: Un mayor valor mejora la conductividad al ofrecer más rutas para la conducción electrónica.
- Tamaño de poro: Influye tanto en la conducción de electrones como en la difusión de iones, clave en aplicaciones de baterías.
- Densidad real: Afecta directamente la resistencia y la estabilidad mecánica del material final.
Pastas Conductoras a Base
de Metales
Las pastas de metales preciosos como oro y plata destacan por su alta conductividad y adhesión a superficies cerámicas. El polvo de plata, por ejemplo, forma capas delgadas y uniformes con mayor capacitancia, aunque puede presentar migración de electrones a largo plazo. Una alternativa más económica es el polvo de cobre, que ofrece excelentes propiedades conductoras, sidiendo químicamente activo y requiere control para evitar la oxidación.
El análisis realizado con el equipo EASY-V mostró que el área de superficie específica del polvo de cobre es 2,71 m²/g, mientras que la del polvo de plata es 1,59 m²/g, con ajustes lineales superiores a 0,999, lo que garantiza resultados precisos y fiables.
Pastas Conductoras
Compuestas
Las pastas compuestas combinan lo mejor de las fases conductoras inorgánicas y orgánicas, como la mezcla de negro de carbono y grafeno, o combinaciones de polvo de plata y grafeno, proporcionando mayor estabilidad y conductividad ajustable. El análisis de poros mediante isotermas de adsorción-desorción de nitrógeno mostró bucles de histéresis a partir de una presión parcial P/P0 de 0,4, lo que indica una estructura mesoporosa.
Los materiales presentaron distribuciones de tamaño de poro entre 1 nm y 50 nm, con volúmenes totales de 1,43 cm³/g y 3,16 cm³/g, respectivamente.
Pastas Conductoras a Base de Carbono
Los materiales de carbono, como negro de carbono, grafeno y nanotubos de carbono, son esenciales en la fabricación de baterías, mejorando el flujo de corriente al crear una estructura de red tridimensional. El negro de carbono proporciona contacto puntual, mientras que el grafeno y los nanotubos de carbono ofrecen contacto superficial y lineal, respectivamente, mejorando la conductividad.
Los resultados del análisis con EASY-V indican áreas de superficie específica de 58,40 m²/g para nanotubos de carbono, 523,33 m²/g para grafeno y 308,41 m²/g para negro de carbono.
Caracterización de Pastas Conductoras
Parámetros Clave para Optimizar la Conductividad
- Área de superficie específica: A mayor área, más vías de conducción electrónica, lo que reduce la resistencia y mejora la conductividad.
- Tamaño de poro: Afecta tanto la conducción de electrones como la difusión de iones. Un tamaño de poro cuidadosamente seleccionado mejora el rendimiento en aplicaciones como baterías, al ajustar las tasas de carga y descarga.
¿Quieres saber más?
La caracterización precisa de CIQTEK de pastas conductoras es esencial para garantizar su rendimiento en aplicaciones avanzadas, como baterías y dispositivos electrónicos. La tecnología de adsorción de gas es una herramienta indispensable para ajustar y optimizar las propiedades clave de estos materiales.
