鉅大LARGE | 點擊量:1044次 | 2021年03月30日
石墨烯在鋰離子電池電極材料的應用詳解
石墨烯是單層的碳原子,以sp2雜化軌道組成的片狀持續(xù)六角型的二維材料。它是已知的世上最薄、最高強度和硬度、幾乎完全透明的晶體材料,只吸收2.3%的可見光,理想狀態(tài)下的強度約為普通鋼的100倍。在室溫下的導熱系數(shù)高達5300W/(mK),與碳納米管的導熱系數(shù)上限5800W/(mK)相當,室溫下它的電子遷移率在15000cm2/(Vs)以上,高于一般的碳納米管并高于硅晶體10倍以上,它的電阻率約為10-6m,低于銅和銀,為世上電阻率最小的材料,理論比表面積可達到2630m2/g。
石墨烯的高導電、導熱性、低電阻率、高強度和硬度,以及易與其他材料合成的雙面開放的結(jié)構(gòu)特性,將有希望大幅度提高現(xiàn)有鋰離子電池的性能。根據(jù)許多石墨烯鋰離子電池的研究進展可以發(fā)現(xiàn),石墨烯在改善鋰離子電池性能方面的潛能。石墨烯與鋰離子電池的正極材料復合,可以新增電極材料的比表面積、改善導電率從而提高材料的有效容量。與金屬氧化物復合可以新增材料的導電率,由于石墨烯本身的結(jié)構(gòu)特性可以防止金屬氧化物在充放電過程中的體積膨脹,從而新增材料的穩(wěn)定性,提高材料的充放電壽命。
現(xiàn)階段,石墨烯本身質(zhì)量難以達到無缺陷和100%的單層率,導致石墨烯鋰離子電池的性能,無法到達預期的性能。但是在石墨烯制備技術不斷發(fā)展的趨勢下,石墨烯質(zhì)量較之前有大幅度提升,我們可以預期未來的石墨烯電池的性能將有更大幅度的性能提升。
近年來,可穿戴設備、無線藍牙音箱等新興電子產(chǎn)品市場前景可觀。隨著智能化進程,預計3C鋰離子電池市場需求將會持續(xù)上升。關于鋰離子電池公司來說,應把握市場發(fā)展趨勢,充分挖掘新興電子產(chǎn)品市場需求,研發(fā)出高安全、高倍率的3C鋰離子電池。