Le graphène, en tant que matériau super, a attiré l'attention en raison de ses excellentes propriétés électrochimiques et mécaniques En 2015, les dirigeants de l'État ont effectué une visite spéciale à l'Institut national du graphène de l'Université de Manchester en Angleterre. super matériau avec des propriétés spéciales pour faire une telle évaluation élevée, suivi par Huawei a annoncé qu'il investirait des millions de livres d'une étude sur les perspectives de l'Institut de graphène dans les technologies d'information et de communication dans le une part nationale Le marché a également déclenché un concept de tempête de spéculation matérielle de graphène, et les stocks liés au graphène ont tous augmenté, il y a beaucoup de fabricants de batteries ont annoncé qu'ils ont développé la première batterie au monde de graphène, "bien qu'ils soient les fabricants de batteries pour libérer la fumée, mais aussi de gagner l'attention de tous, a attiré une grande attention.
Xiao Bian en tant que praticien principal d'une industrie de la batterie lithium-ion, ces batteries de graphène soi-disant et petites séries ne peut pas être caché aux yeux. En fait, la plupart de la batterie de graphène est seulement une petite quantité de graphène comme les batteries lithium-ion agent conducteur , ajoutez la quantité de moins de 1%, en substance, est une batterie au lithium-ion, mais est graphène comme un coup de publicité, mais il y a quelque temps la batterie de graphène spéculation Huawei, le graphène est simplement un complément à la chaleur que les batteries lithium-ion, Améliorer la capacité de travail de la batterie au lithium-ion sous haute température, le graphène ne participe pas à la réaction électrochimique de la batterie au lithium-ion, au sens strict ne peut être appelé batterie lithium-ion graphène amélioré.
En fait, la capacité de la technique existante, en tenant compte des contraintes de coût, les principales applications de graphène comme un agent conducteur ou une batterie au lithium-ion et un moyen de refroidissement auxiliaire. Batterie lithium-ion classiques agent conducteur, la SP tel que le noir de carbone, des fibres de carbone VGCF, est le contact du point de contact avec le matériau actif, la pièce conductrice un rôle dans la limitation de l'augmentation de la quantité du conducteur, mais est une structure de feuille de graphène, le point de contact avec la substance active - une surface de contact, peut être maximisée agent conducteur pour jouer un rôle dans la réduction de la quantité d'agent conducteur pour améliorer la densité d'énergie de la batterie au lithium-ion, mais même les meilleurs matériaux il y a aussi des inconvénients, la structure de feuille de graphène, formée entravera diffusion des ions lithium dans un grand courant de fonctionnement lorsque la densité provoque une augmentation de l'impédance de diffusion Li +, ce qui capacité de débit de la batterie diminue. aujourd'hui Restreint vous prendre graphène analysent comme des avantages et des inconvénients de la batterie lithium-ion conducteur.
Yang Quanhong professeur de l'Université de Tianjin est une industrie universitaire de haut graphène, publié à l'article Nano Energy en 2012, pour étudier les avantages et les inconvénients de graphène comme une batterie lithium-ion agent conducteur. Dans l'étude, le professeur Yang, en utilisant un 10Ah commercial le « LiFePO4 / graphite » batterie au lithium-ion prismatique. les études montrent qu'une petite quantité (1%) graphène remplacer agent conducteur classique dans une batterie au lithium-ion, peut non seulement améliorer le rapport de matériau d'oxydation, mais également de réduire de façon significative la batterie au lithium-ion Cependant, en raison de la structure floconneuse du graphène, il empêchera la diffusion rapide de Li +. Par conséquent, la batterie au lithium-ion se polarisera fortement pendant la charge et la décharge de courant élevé (> 3C), affectant l'ion lithium. la capacité de décharge de la batterie. cette étude montre que le graphène comme un agent conducteur approprié pour être utilisé dans certains cas, du taux de charge-décharge de la batterie à ions lithium de moins exigeantes, en ajoutant le graphène peut améliorer de manière significative la proportion de la matière active, ce qui réduit l'impédance de l'électrode, Batterie au lithium-ion pour améliorer la densité d'énergie, mais dans certains graphène ne convient pas pour une application dans les batteries de type puissance (rapport de charge-décharge> 3C) comme agent conducteur.
Yang expérience toute l'équipe rouge a créé deux piles, l'une est les cellules témoins normaux, en utilisant 7% et 3% de graphite noir de carbone conducteur, un groupe expérimental 1% graphène comme un noir de carbone conducteur et 1% Les résultats expérimentaux montrent que sous la même quantité de revêtement, le groupe expérimental utilisant la capacité de batterie de graphène (charge et décharge 0,5C) devrait être significativement plus élevé que celui de la cellule de contrôle, et la performance cyclique des deux Mettre en place un réseau conducteur plus efficace, réduisant ainsi la quantité d'agent conducteur pour améliorer la capacité de la batterie au lithium-ion (10%), réduire la polarisation de la batterie et améliorer la densité d'énergie de la batterie.
Dans des expériences ultérieures ont trouvé grossissement 0.5C, le taux de charge-décharge de 1C et 2C, l'agent conducteur du groupe expérimental de graphène de la batterie par rapport à la cellule témoin Exprimé ont une capacité plus élevée et plus faible polarisation, Cependant, lorsque le taux de charge-décharge à augmenter. 3C, le groupe expérimental capacité 4Ah de la batterie tombe à moins rapidement, tandis que la capacité de la batterie du groupe témoin est resté à 9Ah, continuer à augmenter la vitesse de décharge à 4C, l'agent conducteur de graphène groupe expérimental en raison de la cellule de polarisation il est trop grand, pas été apuré, alors que la cellule de contrôle est relativement stable.
analyse EIS a montré que le groupe expérimental a ajouté batterie de graphène résistance ohmique nettement plus faible que les cellules du groupe témoin, principalement en raison de la structure de feuille de graphène peut être dans les particules de matériau actif de former un bon contact, pour réduire la résistance de contact, mais la charge change l'impédance à haute fréquence, le groupe expérimental était significativement plus élevée que la cellule de batterie, ce qui indique que l'addition de graphène affecte diffusion Li + dans l'électrode. les résultats de simulation montrent que, principalement en raison de la diffusion de la structure de feuille de graphène de Li + formé entravé, ce qui entraîne dans les chemins de propagation de l'expansion Li + prolonger, ce qui entraîne l'addition de batterie lithium graphène d'ions augmente la polarisation à un grand courant, résultant de la capacité de décharge de la batterie diminue. noir de carbone classique, des fibres de carbone conductrices et de matériaux de graphite conducteur , étant donné que la section transversale est faible, empêchant ainsi la diffusion de Li + est faible, peu d'effet sur la performance de la batterie au lithium-ion grand courant de décharge.
L'étude montre que bien que le graphène comme agent conducteur puisse améliorer significativement la conductivité de l'électrode, réduisant la quantité d'agent conducteur pour améliorer la densité énergétique des batteries lithium-ion, mais pas toutes les batteries lithium-ion convenant au graphène alimentaire comme agent conducteur, Certaines zones qui ont une faible demande de courant de charge et de décharge, telles que le stockage d'énergie et l'équipement électronique, ont un courant de fonctionnement plus faible et conviennent au remplacement du conducteur traditionnel par du graphène.Cependant, dans certaines zones Les batteries, les batteries d'alimentation, etc., dues au graphène provoqueront des batteries lithium-ion dans le cas d'un courant élevé, la polarisation augmente, il n'est pas adapté à l'utilisation du graphène comme agent conducteur.
