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石墨烯導(dǎo)電漿料的制備方法和應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間：
2022-11-11
石墨烯導(dǎo)電漿料的制備方法1.1石墨烯導(dǎo)電劑主要有以下三種制備方法： 1.1.1氧化還原法該方法主要是將石墨與濃硫酸等強(qiáng)氧化劑混合制備氧化石墨烯，且需要大量強(qiáng)酸強(qiáng)氧化劑等危險(xiǎn)處理，將氧化石墨烯還原為石墨烯。
我想你已經(jīng)知道石墨烯和碳納米管這兩種材料是如何驚人的發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是LFP、NCM、LCO還是硅材料，都知道其導(dǎo)電性非常差，此前使用的炭黑類(lèi)或石墨類(lèi)導(dǎo)電劑已經(jīng)不能滿(mǎn)足對(duì)鋰電池內(nèi)阻的要求。 因此，我們將考慮如何才能進(jìn)一步降低電池的內(nèi)阻，提高電池性能，石墨烯和碳納米管開(kāi)始應(yīng)用于鋰電池，負(fù)極的水性單壁碳管漿料也在近兩年開(kāi)始引入硅負(fù)極，石墨烯導(dǎo)電漿料被廣泛應(yīng)用，那么，下面一起了解下石墨烯導(dǎo)電漿料的制備方法和應(yīng)用吧!
一、石墨烯導(dǎo)電漿料的制備方法1.1石墨烯導(dǎo)電劑主要有以下三種制備方法： 1.1.1氧化還原法該方法主要是將石墨與濃硫酸等強(qiáng)氧化劑混合制備氧化石墨烯，且需要大量強(qiáng)酸強(qiáng)氧化劑等危險(xiǎn)處理，將氧化石墨烯還原為石墨烯。 該方法具有制備的石墨烯單層率高的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)還原劑或高溫等處理方式，破壞石墨烯片的層結(jié)構(gòu)，形成大量缺陷結(jié)構(gòu)，但會(huì)被強(qiáng)氧化劑氧化，成本高，導(dǎo)電性能也好。
化學(xué)氣相沉積法首先制備適合石墨烯生長(zhǎng)的催化劑，暫時(shí)還沒(méi)有應(yīng)用于鋰電池中作為導(dǎo)電劑，高溫下通入甲烷等含碳?xì)庠?，C沉積在催化劑表面，該方法制備的石墨烯是目前工業(yè)化生產(chǎn)所得產(chǎn)品質(zhì)量好，但由于成本問(wèn)題，將催化劑洗滌、干燥得到高質(zhì)量的石墨烯粉末。
二、石墨烯導(dǎo)電漿料在電池中的應(yīng)用2.1石墨烯導(dǎo)電膠在正極的應(yīng)用石墨烯正極材料早應(yīng)用于LFP正極面積的石墨烯片層在倍率充放電中可能在一定程度上阻礙鋰離子的嵌入，目前，人們傾向于將石墨烯、乙炔黑、碳納米管導(dǎo)電劑混合使用，發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，研究表明石墨烯在LFP正極可以提高正極的壓實(shí)密度、電池的低溫性能及電子導(dǎo)電能力解釋為對(duì)離子導(dǎo)電性能有一定的影響。
石墨烯導(dǎo)電漿料在電池中的應(yīng)用2.2.1碳納米管導(dǎo)電膠在電池正極的應(yīng)用碳納米管長(zhǎng)徑比高、導(dǎo)電性好、與活性物質(zhì)接觸良好等優(yōu)點(diǎn)目前廣泛應(yīng)用于鋰電池。 碳管和石墨烯的不同在于與活性物質(zhì)的接觸點(diǎn)不同，單層碳納米管水性漿料在硅負(fù)極中的應(yīng)用眾所周知，硅負(fù)極材料具有比容量高，石墨烯厚度大，無(wú)法與正極材料充分接觸，但碳管可以與活性物質(zhì)多點(diǎn)接觸，一般將碳管和炭黑導(dǎo)電劑復(fù)合后添加到正極中，但各項(xiàng)性能均優(yōu)于單純使用碳管，但在充放電過(guò)程中更容易膨脹的特點(diǎn)，為了提高鋰電池的能量密度，須使用硅負(fù)極。
通過(guò)負(fù)極粘結(jié)劑的再開(kāi)發(fā)、硅的碳包埋等制止了膨脹。 但這一問(wèn)題仍然無(wú)法解決，單壁碳納米管水性漿料上市后，從制備的電池循環(huán)性能來(lái)看，更好地制止硅的膨脹，單壁碳納米管水性漿料由國(guó)外某碳管制造商開(kāi)發(fā)，由其代理商推廣，目前，國(guó)內(nèi)新建了兩家漿料分散廠(chǎng)，價(jià)格也很高，但由于在硅負(fù)極的實(shí)際使用量低于1，對(duì)電池的成本影響不大，使用單壁碳納米管復(fù)合炭黑作為導(dǎo)電劑的方案優(yōu)于單純使用多壁碳管和炭黑，國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)開(kāi)始試圖利用碳納米管高的機(jī)械性能優(yōu)勢(shì)，其管徑可達(dá)2nm以下，長(zhǎng)徑大于國(guó)內(nèi)多壁碳管，但由于比表面積非常大，只能將碳管的濃度提高到低于1%的濃度，目前已在國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池廠(chǎng)大量使用。
以上介紹的就是石墨烯導(dǎo)電漿料的制備方法和應(yīng)用，如需了解更多相關(guān)知識(shí)，可隨時(shí)聯(lián)系我們!
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