2022年10月04日 安徽华驰能源科技有限公司 欢迎您的访问!

服务热线:400-990 -1799

最新动向

服务热线

400-990 -1799

石墨烯机油对电子传导的改善作用

发布时间:2022-01-05   浏览量:279次

下面华驰能源讲诉石墨烯机油对电子传导的改善:


石墨烯机油对电子信息传导的改善, 除自身的物理化学性质(良好的电子电导率)及结构 (平面进行二维)特点外, 石墨烯导电剂的高效性还跟其与活性研究材料以及颗粒具有独特的接触管理模式发展有关. 本课题组率先通过提出具体如图2的石墨烯柔性“面-点”接触导电部分网络技术机理图.。


考虑到学生不同发展锂离子动力电池作为正极材料体系的特性有差别, 对于一个导电剂的需求量也不尽相同, 本课题组主要针对企业不同锂离子电池正极体系(包括LFP, LCO, NCM)系统进行考察了石墨烯导电剂在实验室工况下的最优使用量, 并与我们使用以及其他导电剂进行了分析对比, 探讨了一种基于“面--点”接触管理模式就是石墨烯导电剂具有的优势.


可以直接看出, 1%石墨烯的引入企业相较于碳黑也可以充分发挥作用明显的导电效果, 在1 C下的循环系统性能要优于我们使用3%碳黑的电池技术性能. 在LCO和NCM体系中, 石墨烯最优使用量小于LFP体系的原因是由于活性研究物质的尺寸进行差异. LFP颗粒的粒径(300 nm~1m)远低于LCO和NCM(粒径约10m), 所以对于前者比表面积以及更高, 需要一个相对来说较多的石墨烯才能在工作电极材料内部管理构建科学有效的导电部分网络。


石墨烯机油导电剂的使用可以在很大程度上减少导电剂的用量,从而有效提高锂离子电池体积能量密度.目前锂离子电池对体积能量密度的要求远比质量能量密度迫切.导电剂在电池内部不能提供容量,但是由于其密度较轻,即使用量很小也会占据很大的电极空间,在很大程度上减少了整个体系的体积能量密度.以导电炭黑为例,其密度一般为0.4 g/cm3,远小于LFP的2.0~2.3 g/cm3和LCO的3.8~4.0g/cm3. 理论上讲, 每减少1%的导电碳黑就相当于增加了约5%的LFP或7%~10%的LCO,可以大幅提高整个体系的体积能量密度。


在电极内部构建导电网络时,如果能够综合利用石墨烯和炭黑的“面对面”和“点对点”接触方式,在使用较少石墨烯的前提下,可以进一步提高正极活性材料的性能。事实上,在锂离子电池的实际制备过程中,为了综合利用不同导电剂的优势,可以在更大程度上全面提升电池性能。常用两种不同的导电材料(导电炭黑和导电石墨或碳纳米管)作为二元导电剂,在不同尺度的电极上同时建立导电网络。例如,Kim的研究小组使用炭黑和导电石墨作为LCO的导电剂;范课题组将炭黑和碳纳米管引入LCO体系;索托瓦等人在LFP体系中使用了炭黑和碳纳米管。由于不同尺寸的导电剂可以由不同层的电极构建协同导电网络,效果优于单种导电剂。


石墨烯和导电碳黑的接触管理模式发展之间关系存在着一个良好的互补效应,可以在电极进行内部控制同时企业建立“长程”和“短程”导电网络.石墨烯导电剂虽然我们可以在较少的使用量下通过片层之间的搭接构建具有良好的导电网络, 大幅度不断提高学生整个电极的电导率; 但是中国具体到每个活性研究材料颗粒上,石墨烯片层不能没有完全覆盖整个颗粒表面,电子在“面-点”接触社会之外还有部分裸露表面上的传输显然会相对比较滞后。