鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:258次 | 2023年08月15日
石墨烯電池在鋰電池領(lǐng)域的未來發(fā)展前景如何
在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天,各種各樣的高科技出現(xiàn)在我們的生活中,為我們的生活帶來便利,那么你了解這些高科技可能會含有的石墨烯電池嗎?
石墨烯是具有由碳原子組成的六邊形蜂窩晶格的平面二維納米材料。CC鍵的長度為0.141nm,理論密度為約0.77mg/m2,厚度僅為碳原子的直徑。碳原子以sp2的方式參與雜交,并且電子可以在層之間平穩(wěn)地傳導(dǎo)。因此,石墨烯具有優(yōu)異的導(dǎo)電性,并且目前被認(rèn)為是具有最小電阻率的材料。這也是石墨烯在電池開發(fā)中擁有光明前景的原因。一。
石墨烯材料具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性,并且單層材料的理論室溫導(dǎo)熱率可以達(dá)到3000-5000W/(m*K)。此屬性可用于研究電池運(yùn)行期間的散熱問題。它具有優(yōu)異的機(jī)械性能,是一種具有優(yōu)異韌性和強(qiáng)度的材料,可用于柔性電極材料的開發(fā)和研究。另外,石墨烯的高比表面積和高透光率也具有很高的研究價(jià)值。
鋰烯電池是由石墨烯復(fù)合納米材料制成的陰極,以涂覆金屬鋰為負(fù)極,并且陶瓷纖維隔板用于抵抗耐火電解質(zhì)的成分。涂覆的鋰薄片抑制鋰樹枝狀晶體的生長。纖維膜片可以防止意外的樹突滲透,并且防火防爆的電解液可以防止火災(zāi)和爆炸事故?;谑┑奶厥饫砘匦?,石墨烯在電極材料研究領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。根?jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域,石墨烯材料在鋰離子電池中的應(yīng)用可大致分為三類:石墨烯在正極材料中的應(yīng)用,在負(fù)極材料中的應(yīng)用以及在鋰離子電池中的其他應(yīng)用。
目前,石墨烯以三種形式添加到鋰離子電池中:導(dǎo)電添加劑,電極復(fù)合材料,并直接用作負(fù)極材料。其中,石墨烯導(dǎo)電添加劑的導(dǎo)電性和放電性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)導(dǎo)電劑。它們在制備過程中不涉及復(fù)雜的合成過程,因此可控性強(qiáng),難度低,成功率高。目前,石墨烯對導(dǎo)電劑的研發(fā)技術(shù)已經(jīng)比較成熟。
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%
以機(jī)械石墨烯為重要新材料制成正極,以涂層金屬鋰為負(fù)極,組成鋰烯電池,經(jīng)過一千多次循環(huán),結(jié)果證明,比容量初始最高可達(dá)1800mAh/g,100次時(shí)穩(wěn)定在1200mAh/g以上,約等于一般鋰離子電池的4~5倍。200次時(shí)穩(wěn)定在1100mAh/g,400~00次也一直穩(wěn)定在1000mAh/g以上,至700~800次,都是在900mAh/g以上,至1100次時(shí),也還有700mAh/g以上的比容量,比一般的鋰離子電池高出兩三倍。2019年又有了顯著進(jìn)展,在比容量提升至2700mAh/g以上的同時(shí),也感受到了鋰烯電池的能量還有很大的上升空間。
研究發(fā)現(xiàn),石墨烯將LiFepO4半包裹后形成的材料可以提高LiFepO4材料的導(dǎo)電性能,但將其全包裹后離子傳輸效率下降,并推測可能是因?yàn)殇囯x子無法通過石墨烯的六元環(huán)結(jié)構(gòu)。有研究人員將LiFepO4納米顆粒與氧化石墨進(jìn)行超聲混合,制得了微觀結(jié)構(gòu)更加工整的LiFepO4/石墨烯復(fù)合材料。該材料經(jīng)過進(jìn)一步的常規(guī)碳包覆后嵌鋰比容量大大提升,可在60C高倍率條件下仍然維持在70mAh/g左右。
盡管LGGFlex可以自我修復(fù)輕微的劃痕,但仍不能改變?nèi)菀讚p壞的手機(jī)的缺點(diǎn)。但是,假如將來手機(jī)和其他數(shù)字產(chǎn)品可以使用石墨烯作為外殼,它們將變得堅(jiān)如磐石。根據(jù)美國化學(xué)學(xué)會的一份報(bào)告,石墨烯比鋼堅(jiān)硬200倍,這顯然非常耐用。哥倫比亞大學(xué)的研究人員說,石墨烯具有一定程度的延展性,可以拉伸20%。換句話說,石墨烯實(shí)際上是一種柔性材料,類似于橡膠。三星一直在研究石墨烯晶體管以生產(chǎn)柔性屏幕。另外,石墨烯電池還具有一定程度的耐水性,并有望應(yīng)用于新一代的防水設(shè)備。
石墨烯具有良好的導(dǎo)電性,但是其二維微觀結(jié)構(gòu)易于相互堆疊,這使得對石墨烯獨(dú)立電極材料的研究不盡人意。它重要表現(xiàn)為電池的差速性能和低循環(huán)效率。Honma等人制備的石墨烯的可逆比容量。在第一個(gè)循環(huán)中可達(dá)到540mAh/g(電流密度為50mA/g),但可逆比容量在多個(gè)循環(huán)后下降得更快。
以上就是石墨烯電池的一些值得大家學(xué)習(xí)的詳細(xì)資料解析,希望在大家剛接觸的過程中,能夠給大家一定的幫助,假如有問題,也可以和小編一起探討。
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:勘探測繪、無人設(shè)備
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