Grafeen voor lithiumbatterijen

De evolutiefase van geleidende stoffen voor lithium-ionbatterijen varieert van nul-dimensionale geleidende carbon black-materialen tot eendimensionale vezelachtige koolstofnanobuismaterialen en vervolgens tot tweedimensionale grafeenmaterialen met lamellaire structuur.

 

Geleidende agentmaterialen vormen een belangrijk onderdeel van lithium-ionbatterijen en spelen een belangrijke rol in de elektrochemische prestaties van lithium-ionbatterijen. Nadat een geschikte hoeveelheid geleidend middel aan de elektrode is toegevoegd, kan de elektronenoverdrachtssnelheid in de elektrode effectief worden verbeterd.

 

Grafeen heeft de voordelen van uitstekende mechanica, optische eigenschappen, hoge thermische geleidbaarheid, kleine soortelijke weerstand en sterke stabiliteit. Als een nieuw type geleidend middel voor lithiumbatterijen, vanwege de unieke bladstructuur (tweedimensionale structuur), is het contact met het actieve materiaal een punt-oppervlakcontactvorm, die de rol van het geleidende middel kan maximaliseren en de hoeveelheid kan verminderen van geleidend middel, zodat er meer actieve materialen kunnen worden gebruikt en de capaciteit van de lithiumbatterij kan worden verbeterd.

 

Geleidend mechanisme 

(1) De elektronische geleidbaarheid is hoog en het gebruik van een kleine hoeveelheid grafeen kan de ohmse polarisatie in de batterij effectief verminderen; (2) De tweedimensionale plaatstructuur, grafeen, kan "oppervlaktepunt" -contact met het actieve materiaal bereiken en kan een geleidend netwerk in het poolstuk bouwen vanuit een grotere ruimtelijke overspanning. Realiseer "geleidbaarheid over lange afstand" op de gehele elektrode; (3) Ultradunne eigenschappen, alle koolstofatomen op grafeen kunnen worden blootgesteld voor elektronentransport, hoge atoombenuttingsefficiëntie, zodat het een compleet geleidend netwerk kan vormen met minimaal gebruik. Verbeter de energiedichtheid van de batterij; (4) hoge flexibiliteit, kan in goed contact staan ​​met het actieve materiaal, buffert de volume-uitbreiding en samentrekking van het actieve materiaal tijdens laden en ontladen, 

 

Het effect als geleidend middel hangt nauw samen met de toegevoegde hoeveelheid. Bij kleine toevoegingen is grafeen veel beter dan geleidend carbon black omdat het beter een geleidend netwerk kan vormen. Grafeen met een dikkere laag zal echter de diffusie van lithiumionen belemmeren en de ionische geleidbaarheid van de elektrode verminderen (over het algemeen worden 6-9 lagen als het meest geschikt beschouwd). Vanwege de hoge kosten, de moeilijkheid om zich te verspreiden en de overdracht van lithiumionen te belemmeren, is het echter niet volledig geïndustrialiseerd.

 

Productieproces 

Werkwijzen voor het productieproces van grafeen omvatten voornamelijk mechanische peelingmethode, chemische stripmethode in vloeibare fase, redoxmethode , chemische dampafzettingsmethode, enz., Stripmethode in vloeibare fase en redoxmethode hebben lage kosten en lage zuiverheid, geschikt voor batterijen, supercondensatoren, geleidende coatings en geleidende inkten.

 

In de laatste onderzoeksvoortgang is het geleidende middel dat voor sommige lithiumbatterijen is geselecteerd een binaire of ternaire geleidende pasta gemengd tussen CNT , grafeen en geleidend roet . De samenstelling van geleidende middelen tot geleidende slurry is de vraag van industriële toepassingen, en het is ook het resultaat van synergie en excitatie tussen geleidende middelen.

---

Neem voor meer informatie contact met ons op:

E-mail:  tob.amy@tobmachine.com

Skype: amywangbest86

Whatsapp/telefoonnummer: +86 181 2071 5609