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传统电极材料是什么?

发布时间:2018-08-07

来源:www.linajx.cn

浏览次数:426

传统电极材料在充放电循环过程中,体积极容易增大膨出,严重时会导致粉化,极大影响电池性能。石墨烯具有超高导电性、柔性,将其包覆在电极材料表面,如同为其“穿上”了量身定制的“魔法衣”,既能增强电子转移速率,提高导电性,又能约束其体积变化,大幅提高放电容量、充放电次数等性能。

传统电极材料在充放电循环过程中,体积极容易增大膨出,严重时会导致粉化,极大影响电池性能。石墨烯具有超高导电性、柔性,将其包覆在电极材料表面,如同为其“穿上”了量身定制的“魔法衣”,既能增强电子转移速率,提高导电性,又能约束其体积变化,大幅提高放电容量、充放电次数等性能。
   近年来,国际上研究石墨烯包覆技术的学者很多,不过大多停留在学术探讨层面,极少进入到具体实现技术,更不要说实现产业化。
对石墨烯包覆技术的秘诀,就如同给电极材料制作衣服,要“合身”“美观”,就必须量体裁衣、个性化定制,也就是说,要针对不同电极材料的结构和表面特性,制作适宜的石墨烯材料,采用相应的包覆方法。具体来说,针对正极材料和负极材料,分别开发了“两相界面包覆法”和“液氮冷萃法”。
   电池性能大幅提升  推动提前实现能量密度2020
就放电容量而言,经过500次循环后,石墨烯包覆的三元材料和加入了添加剂的石墨烯包覆的三元材料的容量保持率分别为87.3%和98.08%,其循环稳定性比传统三元材料分别提升了40%和50.56%。经过1000次循环后,加入了添加剂的石墨烯包覆的三元材料容量保持率还能达到83.87%。
负极材料经过石墨烯包裹后不仅循环稳定性有所提升,其容量也大幅度提高。以氧化铁材料为例介绍说,通过“液氮冷萃法”,加入添加剂后,石墨烯均匀地包裹在氧化铁表面,其容量提高67.1%,稳定性提高18.2%。
   整体而言,针对不同的正极材料和负极材料,石墨烯包裹技术已显出优异性能:将正极材料比容量提升15%-25%,将循环1000次后的容量保持率提升30%-40%;把负极材料的容量提升40%-45%,将循环1000次后的容量保持率提升25%-40%。上述性能指标意味着,把石墨烯包裹锂离子正负极技术应用到车用动力电池上,就可望实现单体能量密度达到300瓦时/千克。
   利拿新型石墨烯密炼机,针对石墨烯与各种物料的分散,达到复合功能的表达。利拿机适用于各类材料的混炼分散,与石墨烯行业巨头合作,尝试各类石墨烯混合材料开发。