Um artigo recente sobre a bateria de grafeno da Samsung é desenfreado, na verdade, esta não é a chamada bateria de "grafeno" pela primeira vez na visão das pessoas, houve relatórios sobre a bateria de grafeno da Huawei, mas no final provaram isso, Esta é apenas uma especulação por "grafeno", apenas a capital para atrair a atenção das pessoas. Este relatório é a bateria de "grafeno" da Samsung também é uma especulação ou o verdadeiro senso de bateria de "grafeno". Encontramos o texto original dos documentos de bateria 'Graphene' da Samsung que apareceram no artigo, para que todos interpretem.
Este artigo da Samsung é publicado na famosa revista Nature Certificate, cujo título original é mostrado acima. A tradução chinesa do título do artigo é "bola de grafeno para bateria de iões de lítio com carga rápida e densidade de energia de alto volume" Como você pode ver no título, este artigo é um papel sobre materiais de bateria de íon de lítio e o título "esfera de grafeno" é realmente um tipo de grafeno com base na decomposição de vácuo de grafeno na superfície de partículas de SiOx Em uma bola pequena, a "bola de grafeno" que pode ser revestida na superfície de material de cátodo de níquel alto para inibir a ocorrência de efeitos colaterais, também pode ser usada como um material de eletrodo negativo sozinho, pode ser visto a partir da descrição acima, a raiz mencionada no original Não é uma chamada bateria de "grafeno" nova, mas um material de bateria tratado com grafeno.
Embora esta não seja uma "bateria de grafeno" subversiva em muitas mídias, não é naturalmente substituir as baterias de íon de lítio, mas, desde a introdução, ainda é um excelente material de bateria de íon de lítio, especialmente para o lítio Desempenho de carga rápida de baterias iônicas, é uma vantagem muito óbvia, então a Xiaobian leva todos a entender, como materiais de bateria de iões de lítio de alto desempenho.
A "esfera de grafeno" (GB) no artigo é realmente In Hyuk Son que utiliza uma técnica de decomposição a vácuo de CVD com CH4 como fonte de carbono e reage com SiO 2 com um diâmetro de 20-30 nm a 1000 ° C e as partículas de SiO2 são reduzidas a SiOx E, a superfície das partículas revestidas com uma camada de grafeno, a fórmula de reação é a seguinte.
Uma das primeiras coisas que pensamos como um material para esse material é que o SiOx é realmente o material de eletrodo negativo de alta capacidade mais bem sucedido ainda, mas os cientistas da Samsung tomaram a outra abordagem usando "bolas de grafeno" como o material de revestimento de superfície para materiais de cátodo de níquel alto Revestido no NCM 613. A Samsung tem sua própria teoria de fazê-lo: o grafeno como boa condutividade do material é muito adequado como um material de revestimento de cátodo para melhorar a condutividade e inibir a ocorrência de efeitos colaterais, mas porque as folhas de grafeno A força eletrostática forte facilita a aglomeração, resultando em grafeno é difícil de dispersar uniformemente na superfície do material do cátodo. "Bolas de grafeno" podem ser uma boa solução para esse problema, mesmo no conteúdo de 1% Sob o NCM613 também pode estar bem disperso no material, as partículas NCM formam uma camada protetora na superfície para melhorar a estabilidade interfacial do material.
O gráfico abaixo mostra o desempenho eletroquímico do NCM613 revestido com 'bolas de grafeno' e o material não revestido. A partir dos gráficos a e b abaixo, podemos ver que após o tratamento 'bola grafena' A capacidade de descarga do material NCM em grande ampliação foi significativamente maior do que o material não tratado, especialmente quando a diferença é mais óbvia a 25 ° C. De Figura c e Figura d também podemos notar que a 4,3 V, 4,4 O desempenho de ciclagem do material NCM após o revestimento (curva da esfera sólida) na tensão de corte V e 4.5V é significativamente melhor do que o do grupo controle, especialmente em 60 ℃, o que é principalmente devido ao uniforme O revestimento de grafeno inibe significativamente a ocorrência de reações laterais interfaciais, impedindo assim o material NCM de se deteriorar de "estrutura em camadas" para "estrutura de rocha" e melhorar o desempenho de ciclagem de materiais NCM.
Ao mesmo tempo, graças à boa condutividade das "bolas de grafeno", podemos reduzir a quantidade de SP utilizada no eletrodo NCM e aumentar a proporção de material ativo de 92% para 97%, o que melhora consideravelmente a Capacidade volumétrica, aumentando assim a densidade de energia volumétrica das baterias de iões de lítio.
Além de ser um revestimento para materiais NCM, o "Graphene Ball" GB também pode ser usado sozinho como material de eletrodo negativo para uso com GB-NCM (Graphene Ball Coated NCM), permitindo que as baterias de íon de lítio sejam recarregadas rapidamente. Como um material de eletrodo negativo 'bola de grafeno' capacidade até 716.2mAh / g (0.1C), na boa condutividade do grafeno 'grafeno' tem excelente desempenho de taxa, a uma taxa de 10C ainda é Pode exibir uma capacidade de 240,6 mAh / g, que é 33,6% da capacidade inferior a 0,1 C. As bolas de grafeno não têm apenas um excelente desempenho de taxa, mas também se destacam no desempenho do ciclo e cicatrizam 500 vezes a 5 ° C a 25 ° C, A taxa de até 88% a 60 ° C, 5C ciclo 500 vezes, a taxa de retenção de capacidade de até 86,1% "Bolas de grafeno" na bateria inteira também mostrou um bom desempenho de ciclagem, especialmente a 60 ° C, não passou A capacidade das células NMC / grafite tratadas diminui rapidamente, mas as células GB-NCM / GB mantêm um bom desempenho de ciclagem (Figura e).
Claro, o problema das bolas de grafeno como material de eletrodo negativo é que a primeira eficiência colombiana é baixa, principalmente devido à maior área de superfície específica do grafeno, o que leva a mais reações laterais e consome mais com baixo potencial A fim de resolver este problema, In Hyuk Son usou "bolas de grafeno" como o material anódico, que precisa ser pré-litigado em primeiro lugar. Sob a premissa da tecnologia de pré-litio de lítio imaturo atual, a primeira eficiência Lower também é um problema que precisamos considerar seriamente.
Não é difícil ver a partir da introdução acima que a chamada "bateria de grafeno" da Samsung é apenas um truque para a especulação. Na verdade, é essencialmente apenas uma nanopartícula composta de grafeno / SiOx - "bola de grafena" e este tipo de grafite Ene ball 'é mais adequado como um material de revestimento de superfície de material NCM, para melhorar a estabilidade interfacial do material NCM e melhorar o desempenho do ciclo, para melhorar a condutividade do material NCM e para melhorar o desempenho da taxa de NCM enquanto se beneficia de bons materiais de grafeno A condutividade pode melhorar significativamente a proporção do material ativo positivo no eletrodo e aumentar a densidade de energia do volume da bateria de iões de lítio.
Embora as bolas de grafeno possam ser usadas como um material de ânodo e também tenham uma excelente taxa e desempenho do ciclo, devido à sua baixa eficiência pela primeira vez, deve ser usada em conjunto com um processo de reposição de lítio. Portanto, sob a premissa de que o processo de reposição de lítio é imaturo nesta fase, A bola "Graphene" apropriada para o material do cátodo de bateria de lítio-íon também é discutível.
Por conseguinte, em geral, este material deve ser referido como "novo aditivo de grafeno para baterias de iões de lítio" em vez de "baterias de grafeno" promovido por alguns meios de comunicação.
