El grafeno, como supermaterial, atrajo una gran atención debido a sus excelentes propiedades electroquímicas y mecánicas. En 2015, los líderes estatales realizaron una visita especial al Instituto Nacional de Grafeno de la Universidad de Manchester en Inglaterra durante su visita al Reino Unido. Hablé mucho de este supermaterial con propiedades especiales, luego Huawei anunció que invertiría millones de libras y el Instituto en la aplicación de grafeno en las perspectivas de investigación de tecnología de la información y la comunicación en las acciones nacionales A El mercado también desencadenó un concepto de tormenta de especulación material de grafeno, y las existencias relacionadas con el grafeno han aumentado, hay muchas compañías de baterías que han anunciado que desarrollaron la primera batería de grafeno del mundo, "aunque estas son Los fabricantes de baterías lanzaron bombas de humo, pero también ganaron la atención de todos, ha despertado gran preocupación.
Xiaobian como practicante senior de la industria de baterías de iones de litio, estas llamadas baterías de grafeno no pueden ocultar los ojos Xiaobian. De hecho, la mayor parte de la batería de grafeno es solo una pequeña cantidad de grafeno como agente conductor de la batería de iones de litio , Añadir menos del 1%, en esencia, o la batería de iones de litio, pero como una publicidad de truco, y hace un tiempo especulación baterías de grafeno Huawei, el grafeno es sólo como una batería de iones de litio, ayudas de refrigeración, Mejora la capacidad de trabajo de la batería de iones de litio a alta temperatura, el grafeno no participa en la reacción electroquímica dentro de la batería de iones de litio, en el sentido estricto solo se puede llamar batería de iones de litio mejorada con grafeno.
De hecho, la capacidad de la técnica existente, teniendo en cuenta las limitaciones de costo, las principales aplicaciones de grafeno como un agente conductor o una batería de iones de litio y un enfriamiento auxiliar significa. Agente conductor de la batería de iones de litio convencional, el SP tal como negro de carbono, fibras de carbono fibras VGCF, es el punto de contacto de contacto con el material activo, el juego conductora un papel en la limitación del aumento de la cantidad del conductor, pero es una estructura de hoja de grafeno, el punto de contacto con la sustancia activa - una superficie de contacto, puede ser maximizada agente conductor para jugar un papel en la reducción de la cantidad de agente conductor para mejorar la densidad de energía de la batería de iones de litio, pero incluso los mejores materiales también hay desventajas, la estructura de hoja de grafeno, formado obstaculizará la difusión de iones de litio en una corriente de funcionamiento grande cuando la densidad provoca un aumento en la impedancia de difusión Li +, lo que resulta en una disminución de capacidad de velocidad de la batería. hoy pequeña le llevará grafeno analizaron como las ventajas y desventajas de la batería de iones de litio conductora.
maestro Yang Quanhong Tianjin Universidad es una industria de alto nivel académico grafeno, publicado en el artículo Nano Energía en 2012, para estudiar las ventajas y desventajas de grafeno como un agente conductor de la batería de iones de litio. En el estudio, el maestro Yang, utilizando un 10Ah comercial la batería de iones de litio prismáticas 'LiFePO4 / grafito'. la investigación muestra que una pequeña cantidad (1%) grafeno reemplazar agente conductor convencional en una batería de iones de litio, no sólo puede mejorar la relación de material oxidante, sino que también reducen significativamente la batería de iones de litio cuando la impedancia, pero puesto que la estructura de hoja de grafeno, la rápida difusión de Li + se formará un gran obstáculo, por tanto, en la carga de gran actual y descarga (> 3C), la batería de iones de litio tendrá una gran polarización, impacto iones de litio capacidad de descarga de la batería. este estudio muestra que el grafeno como un agente conductor adecuado para su uso en algunos casos de la tasa de carga-descarga de la batería de iones de litio de menos exigentes, la adición de grafeno puede mejorar significativamente la proporción del material activo, la reducción de la impedancia del electrodo, el aumento de la densidad de energía de la batería de iones de litio, pero en algunos grafeno no es adecuado para su uso en energía de la batería (tasa de carga-descarga> 3C) como un agente conductor.
experimento Yang todo equipo rojo creó dos baterías, uno es el control de las células normales, con el 7% y el 3% de negro de carbono de grafito conductor, grupo experimental 1% grafeno como un negro de carbón conductor y 1% agente de los resultados de las pruebas muestran que bajo la misma premisa de la cantidad de revestimiento, el grupo experimental usando capacidad de la batería de grafeno (cargo 0.5C y descarga) de la batería sea significativamente más alta, y el rendimiento del ciclo de los dos enfoques, el grafeno se pueden indicar que erigido red conductora más eficiente, reduciendo así la cantidad de agente conductor para mejorar la capacidad de la batería de iones de litio (10%), la reducción de la polarización de la batería, el aumento de la densidad de energía de la batería.
En los experimentos posteriores de aumento, se encontró que las células del agente conductor de grafeno en el grupo experimental mostraron una mayor capacidad y polarización más pequeña a una ampliación de carga-descarga de 0,5ºC, 1ºC y 2ºC que la célula de control, Sin embargo, cuando la tasa de carga-descarga para aumentar. 3C, la capacidad de la batería 4Ah grupo experimental desciende a menos rápidamente, mientras que la capacidad de la batería grupo de control se mantuvo en 9Ah, continúan aumentando la velocidad de descarga a 4C, el agente conductor grupo experimental grafeno debido a la celda de polarización Demasiado grande, no se ha podido descargar, mientras que la batería del grupo de control es relativamente estable.
análisis EIS mostró que el grupo experimental añadió batería grafeno resistencia óhmica significativamente menor que las células del grupo de control, principalmente debido a la estructura de hoja de grafeno puede estar en las partículas de material activo formar un buen contacto, para reducir la resistencia de contacto, pero intercambio de carga de impedancia de alta frecuencia, el grupo experimental fue significativamente mayor que la celda de batería, lo que indica que la adición de grafeno afecta Li + difusión dentro del electrodo. los resultados de simulación muestran que, principalmente debido a la difusión de la estructura de hoja de grafeno de Li + formado obstaculizado, resultando en Li + caminos expansión propagación extender, lo que resulta en la adición de la batería de iones de litio grafeno aumenta la polarización en una corriente grande, resultando en la capacidad de descarga de la batería disminuye. negro de carbón tradicional, fibras de carbono conductoras y materiales de grafito conductoras Debido a la sección transversal más pequeña, dificulta la difusión de Li + y tiene poco efecto sobre el rendimiento de descarga de alta corriente de las baterías de iones de litio.
El estudio mostró que el grafeno se utiliza como el agente conductor a pesar de que puede mejorar significativamente la conductividad del electrodo, reducir la cantidad de agente conductor para mejorar la densidad de energía de la batería de iones de litio, pero no todos la batería de iones de litio para el consumo de grafeno como un agente conductor, en algunos de la carga y la corriente de descarga no es áreas de alta demanda, como almacenamiento de energía, dispositivos electrónicos, la corriente de funcionamiento es pequeño, adecuado para el agente sustituido grafeno conductor convencional. sin embargo, en algunos de alta corriente de carga y la descarga en el arte reclamación, tales como alta potencia Las baterías, baterías de alimentación, etc., debido al grafeno causarán baterías de iones de litio en el caso de alta corriente, la polarización aumenta, no es adecuado para el uso de grafeno como agente conductivo.
