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为什么石墨烯改性负极能让新能源电池更耐用更安全?发布日期:2023-11-01 浏览次数:

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电池分为正极和负极,通常标有“+”符号的是正极,标有“-”符号的是负极。在蓄电池上只有正极有“+”,而负极没有。颜色同样也可以表示正负极,红色是正极,黑色是负极。电池的正负极互相影响。电流从正极流入,从负极流出,形成一个回路,电池就能正常发挥作用。


随着新能源产业不断发展,锂电池材料也在不断地更新迭代,负极的使用材料也变得更加多种多样。目前锂电池的负极材料分为六种,分别是碳负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、合金类负极材料、纳米级负极材料以及纳米氧化物材料。


虽然负极家族“人丁”兴旺,实际生产中却不可以自由选择。由于成本、制作工艺、原材料等多种因素,目前市面上主流的商用负极是多以人工石墨、天然石墨等作为原料的碳负极为主。


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以石墨作为负极也有一个问题——电池越来越不耐用。多次充放电之后,石墨会与电池里的电解液发生化学反应。发生反应之后,石墨体积会膨胀变形,最终导致石墨层脱落,从而导致电池容量逐渐下降,影响电池的使用寿命,电池也变得越来越不耐用。


举个例子,我们新买一辆电动两轮车,刚到手的时候续航时间很长,可以轻轻松松跑六七十公里;但用了一段时间、多次充电之后,跑个三四十公里就提示要充电了。


鉴于使用石墨负极会产生这样的情况,很多商家都想缓解这个问题,并进行多方向的尝试。实验表明,在制作负极的时候添加石墨烯进行改性,是非常有效的手段,也因此成为了一种新的发展方向。


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石墨烯改性负极有明显的优势。石墨烯具有较大的比表面积,硬度比金刚石还要硬,同时还韧性超强,可以在生产过程当中来包裹石墨,防止石墨发生变形和脱落,保持负极的完整性。这个过程就像牙齿矫正后医生会要求患者带牙齿保持器,防止牙齿变得不整齐。给负极带上“保持器”,不让它变形脱落,电池的循环寿命也随之变长。


石墨烯还具有很好的化学和热稳定性。传统负极在充放电过程中很容易出现温度过高的问题。石墨烯导热系数非常高,是铜的五倍以上,锂的十倍以上。使用石墨烯改性可以有效控制电池负极的温度,降低电池使用时产生的性能损耗,从而让电池变得更加安全。



中盈新能是一家以石墨烯技术研发与生产制造为核心,致力于构建新能源、新材料产业一体化的高新技术企业。中盈新能掌握了独家物理剥离法制备石墨烯的工艺,拥有全球领先的绿色低成本规模化石墨烯制备技术,并建设了成熟完备的生产线。


石墨烯改性负极产量少是阻碍批量化应用的重要因素。中盈新能克服了石墨烯改性负极生产的技术困境和成本困境,在掌握绿色低成本规模化石墨烯制备技术的基础上,实现了高品质石墨烯改性负极材料的成熟制备和批量化生产。


目前,中盈新能高品质石墨烯改性负极材料已在某大型锂离子电池企业的明星产品中进行批量化应用,电池的循环寿命、充放电倍率、比容量、耐低温等性能均得到显著提升。未来,随着技术的不断迭代更新,国昂高科会为新能源产业发展贡献更多力量。


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