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为什么石墨烯复合导电剂是改善锂离子电池性能的最优解?发布日期:2023-10-27 浏览次数:

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锂离子电池能充电使用,主要依靠锂离子在正极和负极之间反复移动。电池充电时,锂离子穿过隔膜到负极,正极的电子走外路去负极。电池放电时,锂离子和电子分别从负极回到正极。一来一回,锂离子电池完成一次充放电循环。

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导电剂的作用,是电池的活性物质之间、活性物质与集流体之间建立高速传输通道。换言之,锂离子和电子要从正极去负极,导电剂专门为他们修建了一条路。所以虽然导电剂用量很少,占材料成本的比例一般小于5%,但却是电池生产中不可缺少的关键材料。

导电剂的性能取决于材料的性能。导电材料有零维、一维、二维,可以与活性物质形成点、线、面的导电网络。接触面积越大,导电速度越快。现在市面上的传统导电剂中,炭黑、石墨为点状,是零维材料,碳纳米管是线状的,是一维材料;石墨烯则是二维材料,只需很少的石墨烯就可以提高电池的电导率。

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一般来说,石墨烯可以和炭黑、碳纳米管、金属等传统导电剂材料复合,也就是石墨烯复合导电剂。将石墨烯与这些导电材料复合,可以重新构建电池内部的导电网络,使导电剂能更充分地与锂离子、电子接触,减轻传输阻碍,让它们快速移动。

越来越多的研究表明,采用石墨烯复合导电剂是改善电池性能的更佳选择。尤其是在高倍率电池大电流充放电的时候,石墨烯复合导电剂能显著提高充放电速度,提升电池循环寿命,降低极片电子电阻,进而提高电池的安全性。

虽然大家都很追捧,但此前石墨烯复合导电剂大规模推广使用仍被一些问题困扰,主要原因有两个。

首先是石墨烯材料的制备问题。石墨烯成本高昂,价格堪比黄金,而且目前市面上很多企业都采用氧化还原法制造石墨烯,对环境污染也比较严重。

中盈新能已经掌握了绿色批量化大规模制备石墨烯的技术,一举解决了此前石墨烯制备存在的成本、污染等多项难题,让石墨烯复合导电剂制备的原料难题迎刃而解。

另一个原因是石墨烯复合导电剂的制备有技术限制。导电剂的均一、稳定分散是保证其使用性能的关键之一。导电剂就是电池里面的交通网,导电剂不均匀不稳定,电池里面的交通就不够发达,锂离子电池的充放电倍率、容量等性能就会受到影响。

中盈新能围绕自主物理剥离技术生产的石墨烯材料,开发出了锂离子电池用石墨烯复合导电剂,产品性能参数优异并成功应用于某大型锂电池企业的产品中。数据显示,中盈新能生产的石墨烯复合导电剂大幅提高了锂电池的综合性能,有效减少了电池极化损耗,提升了电池循环寿命、充放电性能和活性物质利用率。

作为一家致力于推动全球石墨烯产业一体化发展的尖端纳米材料企业,中盈新能坚持将石墨烯应用和产品推向更多产业领域与生活场景,让世界自然更新,让能源无限循环。

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