Grafén je materiál extrahovaný z grafitu a je zložený z čistého uhlíka, ktorý je jedným z najdôležitejších prvkov v prírode .Oxidový prášok, ako nový typ materiálu, má vynikajúci aplikačný potenciál v oblasti skladovania energie, ako sú lítiové batérie, grafén-síra batérie, vzduchové batérie, vodík a superkonakaciétory . grafén má extrémne vysokú elektrónovú mobilitu, špecifickú povrchovú plochu, pevnosť v pevnosti v pevnosti, dosiahnutie literácie s limitom, dosiahnuté vysoké literácie, dosiahnuté vysoké literácie s limitom, dosiahnutie slimákovej bránky, dosiahnutia letovej plochy, s limitom s limitom. kapacita a lepší výkon rýchleho nabíjania, ale tiež pomáha prekonať problémy s technológiou tuhého rozhrania v technológiách batérií v tuhom stave .
1. štruktúra a vlastnosti grafénu
Grafén je dvojrozmerná nano-materiál zložená z atómov uhlíka, ktorá predstavuje hexagonálnu mriežkovú štruktúru pripomínajúcu plástový {{{}} Dĺžka väzby CC je 0 {. 141 nm a jej teoretická hustota je približne 0 .} 77 mg/m². Hrúbka grafénu je iba priemerom jedného atómu uhlíka.
Atómy uhlíka sa zúčastňujú na hybridizácii spôsobom SP2, čo umožňuje elektrónom plynulo viesť medzi vrstvami .
Grafén má preto vynikajúcu elektrickú vodivosť a je v súčasnosti materiálom s najnižším odporom známym . Toto je jeden z dôvodov, prečo má grafén široké vyhliadky v oblasti batérií .
Základný pracovný princíp grafénových batérií je podobný ako v prípade tradičných lítium-iónových batérií, pričom hlavný rozdiel leží pri používaní elektródových materiálov.
V grafénových batériách sú elektródy typicky vyrobené z kompozitných materiálov na báze grafénu, ktoré umožňujú batériám mať vyššiu elektrickú vodivosť a rýchlejšiu rýchlosť prenosu iónov .Vysoká plocha grafénu poskytuje aktívnejšie miesta, čo umožňuje ukladanie väčšieho množstva nábojov, a tým zvyšuje hustotu energie batérie .
Grafénové materiály majú vynikajúcu tepelnú vodivosť . Teoretická tepelná vodivosť miestnosti tepelnej vodivosti jednotlivého materiálu môže dosiahnuť {{{}} w/(m · k) . Táto vlastnosť sa dá využiť na štúdium problému s tepelným rozptylom počas prevádzky batérií {.}
Grafénové materiály majú vynikajúce mechanické vlastnosti a sú materiálom s extrémne vysokou húževnatosťou a pevnosťou . Môžu sa použiť na vývoj a štúdium flexibilných elektródových materiálov .
2. Výhody grafénu v aplikáciách batérií
2.1 Ultra vysoká elektrická vodivosť
Elektrónová mobilita grafénu je extrémne vysoká, čo umožňuje elektrónom rýchlo sa pohybovať v rámci materiálu, čím výrazne zvyšuje rýchlosť nabíjania batérie {{}} Podľa príslušných údajov môže rýchlosť nabíjania grafénových batérií dosiahnuť 5 až 10 -násobok rýchlosti tradičných lítiových batérií {{3}
2.2. vylepšená hustota energie
Atómová štruktúra grafénu umožňuje väčšiu plochu povrchu a elektrochemickú aktivitu, ktorá pomáha batériám ukladať viac energie a zvyšuje celkovú hustotu energie batérie .
2.3. Vylepšená tepelná stabilita
Vynikajúca tepelná vodivosť grafénu pomáha pri tepelnom riadení batérií počas nabíjania a vypúšťania, čo môže znížiť tepelné utečovacie incidenty a vylepšiť bezpečnosť batérií .
2.4. Environmentálna priateľskosť
Grafén je možné hromadne vyrábať metódami, ako je chemická depozícia pary, ktorá je v porovnaní s výrobnými metódami tradičných materiálov batérií šetrnejšia k životnému prostrediu .
3.Aplikácia grafénu v lítium-iónových batériách
3.1 Grafénový záporný materiál elektród
Grafén sa priamo používa ako záporný materiál elektród
Grafén má vynikajúcu elektrickú vodivosť, ale tendencia jej dvojrozmernej mikroskopickej štruktúry k zásobám ľahko vedie k neuspokojivému výskumu nezávislých grafénových elektródových materiálov . Hlavné prejavy sú slabým výkonom batérie a nízkou účinnosťou cyklu atď.
Grafénové kompozitné negatívne elektródové materiály
V súčasnosti hlavné materiály na kompozitné materiály s elektródami negatívnych grafénov zahŕňajú: Oxid prechodného kovu/grafénové kompozitné materiály a materiály založené na grafene modifikovaných kremíka atď. pre nedostatky a nedostatky surovín .
3.2. Graphén vodivého agenta
Základnou funkciou materiálov vodivých činidiel je stanovenie rýchleho prenosu iónov medzi aktívnymi časticami elektród, čím sa zvyšuje rýchlosť prenosu elektrónov {{}}, majú výhody ľahkej hmotnosti, vysokú vodivosť, vysokú tepelnú vodivosť a dobrú chemickú stabilitu {{{}} {{} {{}} {{} {} {{}} sú v súčasnosti najpoužívanejším typom vodivosti {}}}}}} { Vodivý grafit a vodivú čiernu farbu v materiáloch na báze uhlíka už nemôžu spĺňať požiadavky na trhu . Výskum a vývoj nových vodivých agentov je nevyhnutný .
- Grafén monovrstvy vodivého činidla
Grafén, ako dvojrozmerný nanomateriál, vykazuje vynikajúcu elektrickú vodivosť . graf s veľkou špecifickou povrchovou plochou je pripevnená k povrchu pozitívnych častíc elektród a vzájomne sa navzájom prepletá, aby vytvorila obrovskú vysokorýchlostnú vodivú sieť {{} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {} {}
V prípade nízkych batérií nabíjania a vybíjania s nízkym počtom výbojov, keď sa zvyšuje množstvo pridaného grafénu, najprv sa zvýši kapacita špecifickej pre vybíjanie a potom znižuje . v porovnaní s komerčnými vodivými látkami, ale pridanie malého množstva grafénu môže dosiahnuť dobrý účinok vodivého účinku a výkonnosť batérie je tiež vylepšená {{{} {{} {{} {{} {{{{}, keď sa vylepšila na poplatok s vysokou hodnotou batérie a výtok na konvenčnú vodivú agent .
- Grafén a kompozitné vodivé činidlo grafénu a
Keď sa kombinujú grafén a čierna z čiernej farby, aby vytvorili kompozitný materiál vodivého činidla, veľké množstvo dvojrozmerných grafitých listov je rovnomerne omotané okolo pôvodnej sieťovej čiernej štruktúry . medzier medzi plachtami sú naplnené čiernou farbou a slúžia ako rámová štruktúra {{}}}
Prostredníctvom kooperatívneho vedenia sa pôvodné dvojrozmerné vedenie v bodoch transformuje na trojrozmerné vedenie v bodoch . súčasne sa vyrieši problém stohovania a agregácie grafénu a vylepšuje sa štrukturálna stabilita a účinnosť vedenia .}}}}}
- Grafén a uhlíková nanotube kompozitná vodivosť
Ak sa grafénové/uhlíkové nanotrubice pridávajú ako vodivé prísady do materiálov na lítium-iónovú batériu, môžu tvoriť trojrozmernú vodivú sieťovú sieť .
Uhlíkové nanotrubice prechádzajú každou vrstvou grafénových listov a transformujú pôvodný dvojrozmerný vodivý priestor na trojrozmernú premostenú štruktúru pre prenosové kanály {{{}} Poskytuje rýchlejšiu a plynulejšiu elektronickú vodivú dráhu {{3} {} {3} {} v rámci prenosu, čo je rovnaké, v rámci prenosovej účinnosti, v rámci prenosu, čo je v prípade prenosovej účinnosti kladnej elektródy a prenosovú sadzbu lit Nanotrubice účinne zvyšujú stabilitu grafénovej štruktúry a zabránia aglomerácii a akumulácii .
4.Modifikácia rozhrania batérií v pevnom stave
V súčasnosti sa dosiahol významný pokrok vo výskume vysokých vodičských tuhých elektrolytov ., ale vlastnosti zmáčania na rozhraní tuhých pevných látok vytvorených s elektródami sú zlé, čo nepriaznivo ovplyvňuje rezistenciu na rozhranie, chemickú kompatibilitu a stabilitu rozhrania.
V zápornej oblasti rozhrania elektród môže trojrozmerný grafénový rámec, laminované platne a duté gule inhibovať tvorbu lítiových dendritov a expanziu objemu elektródy počas nabíjania .
V oblasti kladného elektródového rozhrania je grafén kombinovaný s elektródovým materiálom a elektrolytom na zlepšenie prenosu náboja ., grafén navyše pôsobí ako vrstva vyrovnávacej pamäte, vylepšuje kompatibilitu rozhrania a tým vylepšuje celkový výkon batérie .
Acey inteligentnýsa špecializuje na výskum a výrobu špičkových zariadení pre lítium-iónové batérie . Môžeme poskytovať nielen jednotlivé roztok pre lítium iónovú batériu pre valcovú batériu, mince bunky, puzdro na puzdro, ale tiež poskytujete jednotlivý lit-lit-lith batériu alebo pre balenie lítium-lith batérie alebo za zabalenie vlastných lit-lit-lith-lith-lith-lith-line-line, ak ste nový v lite-iónových batériách a chcieť si zostaviť vlastnú liternú lit-lith-lith-lith-lith-lith-line-line-line linku alebo ste valca batériu a zabaliť si vlastnú lit-lit-lith-lith-lith-lith line alebo ste val v lite-iónovej batéri Montážna linka, môžeme vám poskytnúť profesionálnu technickú podporu a poradenstvo, neváhajte nás kontaktovať!