O grafeno, como super-material, atraiu uma grande atenção devido às suas excelentes propriedades eletroquímicas e mecânicas. Em 2015, os líderes estaduais visitaram especialmente o Instituto Nacional de Graphene da Universidade de Manchester na Inglaterra durante sua visita ao Reino Unido Falou altamente deste super-material com propriedades especiais, então a Huawei anunciou que iria investir milhões de libras e o Instituto na aplicação de grafeno em perspectivas de pesquisa em tecnologia da informação e comunicação nas ações domésticas A O mercado também desencadeou um conceito de tempestade de especulação de material de grafeno e os estoques relacionados ao grafeno aumentaram, há muitas empresas de bateria anunciaram que desenvolveram a primeira bateria de grafeno do mundo ", embora estes sejam Os fabricantes de baterias lançaram bombas de fumaça, mas também ganhou o olho de todos, despertou grande preocupação.
Xiaobian como um profissional sênior da indústria de bateria de íon de lítio, essas chamadas baterias de grafeno não podem ocultar os olhos de Xiaobian. Na verdade, a maior parte da bateria de grafeno é apenas uma pequena quantidade de grafeno como um agente condutor da bateria de iões de lítio Adicione mais de 1%, em essência, ou bateria de íon de lítio, mas como uma publicidade de imitação, e há algum tempo atrás especulação de baterias de grafeno Huawei, o grafeno é apenas como um auxiliar de refrigeração de bateria de íon de lítio, Melhorar a capacidade de trabalho da bateria de lítio-íon sob alta temperatura, o grafeno não participa na reação eletroquímica dentro da bateria de iões de lítio, em sentido estrito, só pode ser chamado de bateria de lítio-íon melhorada com grafeno.
De facto, a capacidade da arte existente, tendo em conta as limitações de custos, as principais aplicações de grafeno como um agente condutor ou uma bateria de iões de lítio e um arrefecimento auxiliar significa. Convencional de iões de lítio agente condutor, o SP, tais como negro de fumo, fibras de carbono VGCF, é o ponto de contacto com o contacto do material activo, a peça condutora um papel na limitação do aumento da quantidade do condutor, mas é uma estrutura de folha de grafeno, o ponto de contacto com a substância activa - uma superfície de contacto, pode ser maximizada agente condutor para jogar um papel na redução da quantidade de agente condutor para aumentar a densidade de energia da bateria de iões de lítio, mas mesmo os melhores materiais também há desvantagens, estrutura de folha de grafeno, formada irá dificultar a difusão de iões de lítio em uma grande corrente de operação Densidade, fará com que a impedância de difusão Li + aumenta, resultando no declínio do desempenho da capacidade da bateria Xiaobian hoje tomamos o grafeno como uma análise das vantagens e desvantagens do agente condutor da bateria de iões de lítio.
Yang Quanhong, da Universidade de Tianjin, estudioso sênior na indústria de grafeno, publicou um artigo na Nano Energy em 2012 sobre as vantagens e desvantagens do grafeno como agente de condução de baterias de íon de lítio. Em sua pesquisa, Yang adotou um 10Ah comercial LiFePO4 / grafite 'bateria de iões de lítio quadrada. A pesquisa mostra que substituir uma pequena quantidade de (1%) grafeno pelo agente condutor tradicional na bateria de iões de lítio não só pode aumentar a proporção da substância química, mas também reduzir a bateria de iões de lítio No entanto, devido à estrutura escamosa do grafeno, impedirá grandemente a rápida difusão de Li +. Portanto, a bateria de iões de lítio irá polarizar grandemente durante alta carga de corrente e descarga (> 3C), afetando o íon de lítio Capacidade de descarga da bateria. Este estudo mostra que o grafeno como um agente condutor adequado para uso em algumas taxas de carga e descarga de bateria de íons de lítio em situações menos exigentes, a adição de grafeno pode aumentar significativamente a proporção de material ativo, reduzir a impedância do eletrodo, Bateria de íon de lítio para aumentar a densidade de energia, mas em alguns grafenos não é adequado para aplicação em baterias tipo potência (taxa de descarga de carga> 3C) como agente condutor.
No experimento, a equipe de Yang Quanhong produziu dois tipos de baterias, uma é uma célula de controle comum, usando 7% de negro de carbono e 3% de grafite condutora, e o grupo experimental usando 1% de grafeno e 1% de negro de carbono como o condutor Os resultados experimentais mostram que, sob a mesma quantidade de revestimento, o grupo experimental que utiliza a capacidade da bateria de grafeno (carga e descarga 0,5C) deve ser significativamente maior que o da célula de controle, e o desempenho do ciclismo de ambos os próximos, indicando que o grafeno pode Configure uma rede condutora mais eficiente, reduzindo assim a quantidade de agente condutor para melhorar a capacidade da bateria de íon de lítio (10%), reduzir a polarização da bateria e aumentar a densidade da energia da bateria.
Nas experiências subsequentes de ampliação, verificou-se que as células de agente condutor de grafeno no grupo experimental apresentaram maior capacidade e menor polarização a uma ampliação de descarga de carga de 0,5C, 1C e 2C do que a célula de controle, No entanto, quando a taxa de descarga de carga aumentou para 3C, a capacidade da bateria do grupo experimental caiu rapidamente para abaixo de 4Ah, enquanto a capacidade da bateria de controle permaneceu em cerca de 9Ah e a taxa de descarga continuou a aumentar para 4C. O grupo experimental de grafeno agente condutor de bateria devido à polarização Muito grande, não conseguiu descarregar, enquanto a bateria do grupo controle é relativamente estável.
A análise do EIS mostrou que a impedância óhmica das células experimentais preenchidas com grafeno era significativamente menor que a das células de controle, principalmente devido à estrutura escamosa do grafeno pode fazer um bom contato com as partículas do material ativo e reduzir a resistência de contato, mas na A impedância de permuta de carga da banda de alta freqüência no grupo experimental foi significativamente maior que a do grupo controle, indicando que a adição de grafeno afetou a difusão de Li + no eletrodo. Os resultados da simulação mostram que a difusão de Li + é causada principalmente pela estrutura escamosa do grafeno Resultando em obstrução, resultando na extensão do caminho de difusão Li +, resultando na adição de bateria de íon de lítio de grafeno sob alta polarização de corrente aumenta, resultando em uma menor capacidade de descarga da bateria enquanto o carbono tradicional, fibra de carbono condutora e grafite condutora e outros materiais Devido à secção transversal menor, dificulta a difusão de Li + e tem pouco efeito sobre o desempenho de descarga de alta corrente das baterias de iões de lítio.
O estudo mostra que, embora o grafeno como agente condutor possa melhorar significativamente a condutividade do eletrodo, reduzindo a quantidade de agente condutor para melhorar a densidade de energia das baterias de iões de lítio, mas nem todas as baterias de íon de lítio adequadas para o grafeno alimentar como agente condutor, em Algumas áreas que têm pouca demanda de carga e corrente de descarga, como armazenamento de energia, equipamentos eletrônicos, etc., têm menor corrente de operação e são adequadas para substituir o agente condutor tradicional por grafeno. No entanto, em alguns campos que exigem alta carga e corrente de descarga, como alta potência Baterias, baterias de energia, etc., devido ao grafeno causará baterias de íons de lítio no caso de alta corrente, a polarização aumenta, não é adequado para o uso de grafeno como agente condutor.
