鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:631次 | 2019年05月29日
碳納米管與石墨烯,誰在鋰電池應(yīng)用中更勝一籌
在負(fù)極材料中的應(yīng)用
01
碳納米管
碳納米管的sp2雜化結(jié)構(gòu)以及高的長(zhǎng)徑比為其帶來了一系列優(yōu)異性能,這種特殊的微觀結(jié)構(gòu)使得鋰離子的嵌入深度小、行程短及嵌入位置多,同時(shí)因碳納米管導(dǎo)電性能很好,具有較好的電子傳導(dǎo)和離子運(yùn)輸能力,因此其作鋰離子電池負(fù)極材料有明顯優(yōu)勢(shì)。但碳納米管作為電極材料存在首次效率較低、電壓滯后、無放電平臺(tái)、循環(huán)性能較差等缺點(diǎn)。
02
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
石墨烯
石墨烯粉體是由微米級(jí)大小、導(dǎo)電性能良好的石墨烯片層搭接而成。鋰離子在石墨烯材料中可進(jìn)行非化學(xué)計(jì)量比的嵌入-脫嵌,石墨烯的表面官能團(tuán)、層間的缺陷等也可為鋰離子提供更多的存儲(chǔ)空間。石墨烯作為負(fù)極存在庫(kù)倫效率低、電壓滯后等問題,難以直接作為負(fù)極材料使用。
作為導(dǎo)電劑應(yīng)用
電池導(dǎo)電劑是電池正負(fù)極材料、電池互聯(lián)的關(guān)鍵輔助材料,對(duì)電池的充放電次數(shù)、功率性能產(chǎn)生很大影響。
01
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
碳納米管
碳納米管為一維管狀結(jié)構(gòu),碳環(huán)還可形成共軛效應(yīng),少量的添加就可形成充分連接活性物質(zhì)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),有利于提高電池的容量和循環(huán)穩(wěn)定性。碳納米管良好的導(dǎo)熱性有助于電池的散熱,減輕內(nèi)部極化,因此可提高電池的高低溫性能和安全性,延長(zhǎng)壽命。
碳納米管作為導(dǎo)電劑,存在兩個(gè)問題:合成過程中殘留有金屬催化劑,在電池的高電位的充放電過程中,金屬雜質(zhì)容易氧化并在負(fù)極表面析出,導(dǎo)致電池內(nèi)部微短路,自放電嚴(yán)重,甚至引起安全事故;碳納米管之間強(qiáng)烈的范德華力,導(dǎo)致在活性物質(zhì)中的均勻分散困難,阻礙了導(dǎo)電性能的發(fā)揮。
02
石墨烯
石墨烯是目前高性能的導(dǎo)電劑,石墨烯用作導(dǎo)電劑具有“至柔至薄至密的特點(diǎn)”,石墨烯可以為電極正負(fù)極活性物質(zhì)顆粒提供大量的導(dǎo)電接觸位點(diǎn),并且石墨烯材料為自然界已知導(dǎo)電率最高的材料。相比于傳統(tǒng)的導(dǎo)電劑,石墨烯導(dǎo)電劑能更有效的降低正負(fù)極材料顆粒間的接觸阻抗并提升整體電極的導(dǎo)電性能。