登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
(1)正极材料的比表面积和形貌结构
根据文献,石墨烯可以增加电极的表面积。虽然还原氧化石墨烯的表面积(420~684m2/g)远远小于理论值2630m2/g。
Li3V2(PO4)3/C/rGO(156m2/g)电极材料的表面积仍然远远大于Li3V2(PO4)3/C(9.0~27m2/g),Li3V2(PO4)3/rGO(16.8m2/g)和无任何其他材料添加的Li3V2(PO4)3(3.2m2/g)表面积。形貌方面,石墨烯在正极复合材料中可以形成3D电子导电网络。目前还没有专门对于如何获得一个完全混合或附着的石墨烯复合正极的研究,但是在氧化石墨烯上的亲水性含氧基团(环氧化合物,金属氢氧化物,羧酸基团)可以作为附着点,从而使纳米颗粒附着在氧化石墨烯表面和边缘。因此,相比于纯石墨烯,氧化石墨烯和还原氧化石墨烯更容易形成一个附着结构而不是混合的结构。LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2(NCM)NCM与官能化的多壁碳纳米管之间反应并形成活性颗粒层,阻碍了Li的插入与脱嵌,最终导致较差的电池容量。所以可以知道复合材料结构不止依靠氧化度,也受活性正极材料的影响。
(2)正极材料的电化学性能
LiFePO4/石墨烯复合正极材料的性能见表2。
由于石墨烯的加入,提高了电子导电率,LiFePO4/石墨烯复合材料表现出更好的倍率性能。尤其充放电容量在大放电率下(到50C)可以显著增加。阻抗测试表明,石墨烯可以降低电荷转移电阻。需要注意,一些高电子导电率的碳材料代替一部分石墨烯可以更有效地减小这个电荷转移电阻。除了石墨烯,添加少量的无定形碳也可以增加倍率性能。而且研究人员还发现用少量葡头糖衍生碳代替石墨烯可以改善电极材料的电化学表现,这是因为葡头糖衍生碳可以在合成过程中预防石墨烯片层互相叠加。有文献指出,2%石墨烯与LiFePO4的复合材料,相比含1%或4%石墨烯的LiFePO4复合材料有更好的充电容量。石墨烯与LiFePO4的复合材料相比LiFePO4,表现出更好的循环充放电寿命。除了石墨烯的引入,减小颗粒尺寸也是必要的方法来增加倍率性能和充电容量,还有添加电化学添加剂来改善电子导电率以及掺杂、电子导电剂的混合技术和尺寸、石墨烯纳米片的导电性和分布情况等方面都可以影响材料的电化学性能。
3.负极材料发展情况
常见的锂离子电池的负极材料有,石墨、软碳、中相碳微球、硬碳、碳纳米管、富勒烯(C60)等。嵌锂石墨离子型化合物分子式为LiC6。根据报道,日本的HondaResearchandDevelopment公司利用PPP-700作为负极,可逆容量高达680mAh/g。美国MIT研发的PPP-700储锂容量可达1170mA˙h/g。在锂离子电池中,碳材料作为负极存在电压滞后和循环容量逐渐下降等问题,即嵌锂反应在0~0.25V(相对于Li+/Li)之间发生,而脱锂反应则在1V(相对于Li+/Li)左右进行,经过反复充放电后,碳材料的孔隙结构坍塌,容量明显下降。因此,制备高循环寿命、高纯度和与Li+/Li电位相近的负极材料一直是研究人员的研发的方向。
过渡金属氧化物现在已经成为另一种可替代碳材料的负极材料。他们有非常高的Li储存能力。在这些金属氧化物中,三氧化二铁(Fe2O3)又以其高理论容量(924mAh/g)、低成本和低环境影响,吸引了很多研究者和制造业者的关注。然而,Fe2O3作为锂离子电池中的负极材料,有非常差的循环充放电表现。这是由于在锂离子插入/脱嵌过程中,Fe2O3发生团聚和巨大的体积变化导致的。一种有效的方法是涂抹碳质材料在Fe2O3上,来缓冲它的体积膨胀,从而提高Fe2O3的电化学性能。根据文献,许多石墨烯基金属氧化物材料作为锂离子电池负极材料已被报道,如Fe2O3、四氧化三铁(Fe3O4),二氧化钛(TiO2),氧化锡(SnO2),四氧化三钴(Co3O4),四氧化三锰(Mn3O4)。
有报道的水热法制备的Fe2O3/石墨烯复合材料表现出了更高的可逆容量(660mAh/g经过100次的循环充放电,在160mA/g的电流密度下)和较高的倍率性能,循环性能优越于Fe2O3和石墨烯电极。超声辐射下制备的剥离氧化石墨烯/Fe3O4复合材料有非常均匀的Fe3O4颗粒附着在氧化石墨烯上。作为锂离子电池的负极材料,它有非常好的循环性。通过水热法制备的Co3O4/石墨烯纳米复合材料展现了非常高的循环性能和容量,它的可逆容量达到了906.6mAh/g,并在50次循环后保持93.1%的容量。
4.石墨烯电池产品和技术专利分析
表3总结了现有石墨烯电池产品。这些产品的亮点都为充电快和高容量。
三、结语
石墨烯的高导电、导热性、低电阻率、高强度和硬度,以及易与其他材料合成的双面开放的结构特性,将有希望大幅度提高现有锂离子电池的性能。根据许多石墨烯锂离子电池的研究进展可以发现,石墨烯在改善锂离子电池性能方面的潜能。石墨烯与锂离子电池的正极材料复合,可以增加电极材料的比表面积、改善导电率从而提高材料的有效容量。与金属氧化物复合可以增加材料的导电率,由于石墨烯本身的结构特性可以避免金属氧化物在充放电过程中的体积膨胀,从而增加材料的稳定性,提高材料的充放电寿命。
现阶段,石墨烯本身质量难以达到无缺陷和100%的单层率,导致石墨烯锂离子电池的性能,无法到达预期的性能。但是在石墨烯制备技术不断发展的趋势下,石墨烯质量较之前有大幅度提升,我们可以预期未来的石墨烯电池的性能将有更大幅度的性能提升。
相关阅读:
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星太阳能光伏网获悉,10月12日,大同新成新材料股份有限公司与西北工业大学、西安科技大学合作共建新型光伏材料联合实验室及柔性钙钛矿太阳能电池工艺及设备开发项目签约揭牌仪式举行。大同新成新材料股份有限公司立足企业创新发展,依托产业优势、专业人才和设备优势,与西北工业大学材料学院合作
北极星储能网获悉,8月18日,福建龙岩永定区石墨烯动力(储能)锂离子电池生产项目签约。据悉,该项目总投资18亿,由深圳宁迪新能源有限公司投建,项目年产4GWh动力电池及储能电池,分两期建设。约定一期项目投产后3年内达产,实现年产值8亿元以上、年纳税5000万元以上。
5月11日,镇江500千伏访仙变电站室外5号主变500千伏侧5042开关汇控柜,喷涂了新型纳米陶瓷散热材料,柜体温度半小时内从26.5℃降到了20.8℃。此次采用的纳米远红外陶瓷材料与高品质石墨烯组合“降温服”,可以大幅提升热管理效率,在不需要外部任何能源、不占用额外体积、不增加设备的情况下,以“零能
“目前,单层石墨烯的市场公价是每克近千元,通过我们的特殊提取技术,可以使成本下降至目前的百分之一。”日前,在参观北京旭华时代科技有限公司(以下简称“北京旭华”)研发车间时,该公司董事长崔旭指着玻璃容器内的黑棕色液体向记者如此介绍。该公司曲面石墨烯已量产下线,当前产量达20吨;预计年
近日,工业和信息化部批复组建国家石墨烯创新中心、国家虚拟现实创新中心、国家超高清视频创新中心等3家国家制造业创新中心。国家石墨烯创新中心依托宁波石墨烯创新中心有限公司组建,建设地位于浙江宁波,股东单位充分汇聚了浙江、江苏、广东等14个省份的行业创新力量。国家石墨烯创新中心面向石墨烯
近日,工业和信息化部批复组建国家石墨烯创新中心、国家虚拟现实创新中心、国家超高清视频创新中心等3家国家制造业创新中心。国家石墨烯创新中心依托宁波石墨烯创新中心有限公司组建,建设地位于浙江宁波,股东单位充分汇聚了浙江、江苏、广东等14个省份的行业创新力量。创新中心面向石墨烯产业发展的
由位于柏林的全球能源互联网欧洲研究院(简称欧洲研究院)重点研发的石墨烯改性电工材料新技术此前成功应用于高压断路器新型电触头制备。近日,基于这种新型电触头部件的252KV/63KA敞开式柱上断路器在宁夏石嘴山步桥变电站中正式投入运行。据介绍,这项高端电工材料新技术在世界范围内率先填补了石墨烯改
6月24日由国网联研院、中国电科院、国网宁夏电力、平高集团联合研发的252千伏石墨烯断路器在石嘴山电网220千伏步桥变电站成功挂网运行,标志国内首台基于石墨烯改性电触头的252kV/63kASF6敞开柱式断路器在石嘴山电网正式运行。据了解,新型的石墨烯改性电触头表现出优异的耐磨性、导电性、抗熔焊性和抗
4月25日获悉,中国电力科学研究院有限公司完成新型防腐涂料变压器温升模拟实验。实验数据显示,与传统防腐涂层相比,新型防腐涂料可延长变压器绝缘纸服役寿命,显著提升变压器等输变电设备环保性能,还克服了常规涂料添加高导热填料后防腐蚀性能下降的难题。由于传统防腐涂层热导率远低于外壳金属材料
北极星储能网获悉,1月17日,湖北房县举行2022年招商引资“开门红”签约仪式,14个项目集中签约,其中两个储能生产项目,总投资30.5亿。湖北世润新材料有限公司投资5千万元建设石墨烯项目、湖北钒界新能源有限公司投资30亿元建设钒储能项目、
为了寻求可持续的能源储存,瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员提出了一个新的概念,将石墨烯应用到可持续的钠离子电池中,从而让容量比传统钠离子电池增长了十倍。
北极星电池网获悉,据滁州市人民政府发布消息,4月24日上午,星恒电源(滁州)年产4GWh锂离子电池项目开工仪式在中新苏滁高新区举行。据悉,该项目总投资18.3亿元,将于今年9月完成厂房建设,12月竣工投产,建成投产后可实现年产值约23.4亿元。
据长沙工信消息,4月18日,位于宁乡高新区的湖南阿斯米新材料有限公司自主研发的万吨级锂离子电池负极前驱体生产线正式启动,这是全球首台套万吨级锂离子电池负极前驱体连续自动化生产线。据了解,阿斯米公司投资30亿元建设锂离子电池石墨负极材料生产及相关设备制造基地项目,一期投资8亿元,设计年产
北极星储能网获悉,据延安招商局消息,4月22日,延安市首个锂离子电池储能项目在黄陵县举行签约仪式。该项目由上海润雅鸿真能源有限公司全资建设,总公司为天津润雅科技股份有限公司。本次签约项目位于黄陵县高新区技术产业园,总建设用地面积60亩,配置容量为300MW/600MWh的磷酸铁锂储能系统,配套一
近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国小软包锂离子电池行业发展白皮书(2024年)》。白皮书数据显示,2023年全球小软包锂离子电池出货量54.8亿只,同比下滑2.6%,已经连续两年同比下滑。EVTank表示,全球小软包电池出货量的下滑叠加价格的下跌导致整个行业的市场规模在2023年同比下
日前,合康新能在在互动平台上表示,公司目前没有研发储能锂离子电池。
天力锂能4月16日在投资者互动平台表示,公司2023年研发投入占比接近往年水平,暂未研发锂硫电池。
北极星电池网获悉,据八闽国资消息,近日,宁德70000吨锂离子电池正极材料(CD车间)项目主体结构封顶仪式顺利完成。该项目是福建省重点项目,总投资24.45亿元,主要建设C、D两幢车间及相关配套,项目建成投产后,预计可年产7万吨锂离子电池正极材料。
得益于电池技术不断提升,以及中高端新能源乘用车车型增多,新能源汽车电池包容量越做越大正成为趋势。电池中国观察到,近段时间,国内多款热门中高端新车均搭载了70kWh-150kWh带电量的“大”电池包,纯电续航里程超600公里,甚至1000公里。这意味着“大”电池包已成为中高端新车标配,(超)长续航也成
北极星电池网获悉,据贝特瑞消息,4月8日上午,贝特瑞地中海年产5万吨锂离子电池正极材料项目在摩洛哥丹吉尔科技城举行开工仪式。贝特瑞地中海公司董事长杨顺毅,贝特瑞地中海公司总经理杨平州,丹吉尔地中海港集团服务板块董事长/摩洛哥丹吉尔科技城(SATT)总经理JaafarMrhardy,SATT常务副总经理/CR
4月9日,宁德时代德国图林根工厂获得了大众汽车集团模组测试实验室及电芯测试实验室双认证,成为全球首家获得大众集团模组认证、欧洲首家获得大众集团电芯认证的电池制造商(全球首家获得大众集团电芯认证的电池制造商为宁德时代集团总部)。此次认证,是国际一流车企对宁德时代测试验证能力,以及技术
在全球绿色能源和技术的发展浪潮下,我国电源结构持续优化,可再生能源发电装机规模屡创新高。目前,我国已建成了世界上最大的清洁电力供应体系,在全球清洁能源技术价值链中发挥着核心作用。不同于传统能源的是,可再生能源存在着供应不稳定的特点。不同地区、气候下的能源供需存在巨大的差异,在传统
据贵州改革消息,4月21日,以“服务和融入国家战略共赢产业发展新未来”为主题的2024中国产业转移发展对接活动(贵州)在贵阳举办。此次活动上,贵州毕节磷煤化工一体化项目签约,金额730亿元。据悉,“贵州毕节磷煤化工一体化项目”拟投资建设年产150万吨磷酸铁和80万吨磷酸铁锂项目,配套建设磷化工
北极星储能网获悉,据湖南裕能公告称,为满足海外市场需求,提升公司市场地位,公司拟在新加坡设立投资公司,并由投资公司在西班牙设立项目公司,计划投资建设年产5万吨锂电池正极材料项目,总投资金额约为人民币9.82亿元。公司将于拿到相关审批后,开始为期15个月的项目建设,资金来源为自有及自筹资
4月19日,湖南裕能公告称,为满足海外市场需求,提升公司市场地位,公司拟在新加坡设立投资公司,并由投资公司在西班牙设立项目公司,计划投资建设年产5万吨锂电池正极材料项目,总投资金额约为人民币9.82亿元。湖南裕能表示,公司本次对外投资,顺应了全球新能源行业发展趋势,是实施全球化发展战略的
4月22日,惠云钛业公告,拟终止投资建设年产10万吨新能源材料磷酸铁项目,该项目已取得项目备案证、建设用地规划许可证,并已依法取得项目用地的土地使用权。截至目前,该项目已投入资金3031万元。关于终止项目建设的原因,惠云钛业表示,鉴于该项目推进过程中,我国新能源材料市场环境、新能源电池上
当升科技4月19日在互动平台表示,公司已针对电动汽车市场开发出固态电池用关键正极材料,产品已成功导入辉能、清陶、卫蓝新能源、赣锋锂电等固态电池客户,并实现批量销售。
近年来,贵州新能源动力电池及材料产业规模快速增长,发展动能持续增强,供给能力大幅提升,目前已形成动力电池产能37GWh。磷酸铁锂正极材料产能45万吨、磷酸铁产能93万吨、三元正极材料产能10.8万吨……贵州省工业和信息化厅原材料工业处相关负责人介绍,贵州已引进宁德时代、比亚迪、湖南裕能等头部
北极星储能网获悉,据中宏网新疆消息,4月15日,新疆久辰新材料科技有限公司总投资40亿元年产10万吨磷酸锰铁锂正极材料建设项目在新疆伊犁哈萨克自治州霍城县新材料产业园开工奠基。据了解,项目一期于2024年4月开工建设,计划年底建成2条磷酸锰铁锂生产线并投产;二期计划2025年建成2条磷酸锰铁锂生产
磷酸锰铁锂投资热度不减。近日,电池中国获悉,江苏珩创纳米科技有限公司(以下简称“珩创纳米”)完成A轮超1亿元人民币融资,本轮融资由广发信德领投,黄海金控、创维投资、电科基金、正景资本跟投,此轮融资将用于持续产能扩张。在此之前,珩创纳米曾获得沃衍资本Pre-A轮投资。资料显示,珩创纳米成立
中伟股份近日在投资者互动平台表示,公司首期年产8000吨钠电项目已于2023年正式投料投产,实现镍系、钴系、磷系、钠系四大材料体系全覆盖,可为市场不同需求客户提供多元化的产品及技术服务方案,有力保障公司”技术多元化“的战略实施。
北极星电池网获悉,据八闽国资消息,近日,宁德70000吨锂离子电池正极材料(CD车间)项目主体结构封顶仪式顺利完成。该项目是福建省重点项目,总投资24.45亿元,主要建设C、D两幢车间及相关配套,项目建成投产后,预计可年产7万吨锂离子电池正极材料。
北极星电池网获悉,据贝特瑞消息,4月8日上午,贝特瑞地中海年产5万吨锂离子电池正极材料项目在摩洛哥丹吉尔科技城举行开工仪式。贝特瑞地中海公司董事长杨顺毅,贝特瑞地中海公司总经理杨平州,丹吉尔地中海港集团服务板块董事长/摩洛哥丹吉尔科技城(SATT)总经理JaafarMrhardy,SATT常务副总经理/CR
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!