石墨烯导电剂

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石墨烯碳纳米管复合导电剂制备工艺流程-概述说明以及解释

石墨烯碳纳米管复合导电剂制备工艺流程-概述说明以及解释

石墨烯碳纳米管复合导电剂制备工艺流程-概述说明以及解释1.引言1.1 概述石墨烯碳纳米管复合导电剂是一种具有优异导电性能的新型材料。

由于石墨烯具有高导电性和优异的机械性能,而碳纳米管具有高比表面积和良好的导电性能,两者复合后能够进一步提升导电性能和机械强度。

因此,石墨烯碳纳米管复合导电剂在多领域应用中具有广阔的潜力。

本文旨在探讨石墨烯碳纳米管复合导电剂的制备工艺流程。

首先,我们将介绍石墨烯和碳纳米管的制备方法,包括化学气相沉积法、电化学剥离法等。

然后,我们将详细介绍石墨烯碳纳米管复合导电剂的制备方法,包括物理混合法、化学还原法等。

我们将重点关注制备方法对复合导电剂结构和性能的影响。

在制备方法介绍的基础上,我们将进行石墨烯碳纳米管复合导电剂的性能分析。

我们将从导电性能、机械性能和热稳定性等方面对其进行评估,以了解复合导电剂在实际应用中的潜力和限制。

这将为进一步优化制备工艺提供指导和依据。

通过对石墨烯碳纳米管复合导电剂制备工艺的研究和性能分析,我们可以更好地理解其在导电材料领域的应用前景。

结论部分将总结研究结果,并对未来该领域的研究方向提出展望,以促进该领域的发展和应用。

1.2 文章结构本文主要从石墨烯碳纳米管复合导电剂的制备工艺流程入手,探讨了石墨烯和碳纳米管的制备方法以及它们的性能分析。

全文结构如下:第一部分为引言。

在概述中,介绍了石墨烯碳纳米管复合导电剂在电子行业中的重要性和应用前景。

在文章结构部分,介绍了本文的整体结构和各个部分的内容。

同时,明确了本文的目的,即通过详细介绍制备工艺流程和性能分析,为该领域的研究和应用提供参考。

第二部分为正文。

首先,介绍了石墨烯的制备方法,包括化学气相沉积法、化学氧化还原法等常用方法。

然后,介绍了碳纳米管的制备方法,包括电弧放电法、化学气相沉积法等常用方法。

接着,详细介绍了石墨烯碳纳米管复合导电剂的制备方法,包括石墨烯和碳纳米管的混合、复合等步骤。

最后,对制备方法进行了性能分析,包括导电性能、力学性能、稳定性等指标的评估。

石墨烯导电剂粒径和碳管浆料粒径

石墨烯导电剂粒径和碳管浆料粒径

石墨烯是一种热稳定且高导电的材料,因此被广泛应用于电子元件和导电材料中。

在制备石墨烯导电剂和碳管浆料时,粒径是一个非常重要的参数。

本文将从石墨烯导电剂粒径和碳管浆料粒径两个方面进行探讨。

一、石墨烯导电剂粒径1. 为什么石墨烯导电剂的粒径重要?石墨烯导电剂的粒径直接影响其在导电浆料中的分散性和导电性能。

粒径过大会导致难以形成均匀的导电网络,从而影响导电性能;而粒径过小则可能导致石墨烯在制备过程中发生堆积,难以形成有效的导电网络。

2. 石墨烯导电剂粒径的测定方法目前常用的石墨烯导电剂粒径测定方法包括扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和动态光散射(DLS)等。

这些方法各有优缺点,需要根据实际情况选择合适的方法进行测定。

3. 粒径对石墨烯导电剂性能的影响研究表明,适当的石墨烯导电剂粒径可以在一定程度上提高导电浆料的导电性能和力学性能。

研究人员需要通过实验方法找到最佳的石墨烯导电剂粒径范围,以实现最佳的性能表现。

二、碳管浆料粒径1. 碳管浆料粒径的选择碳管作为一种优异的导电材料,其粒径也对导电浆料的性能有着重要的影响。

较细的碳管可以提高浆料的导电性能,但同时也会增加制备工艺的复杂度;而较粗的碳管则可能会影响浆料的分散性和稳定性。

2. 碳管浆料粒径与流变性能研究发现,碳管浆料的粒径对其流变性能有着显著的影响。

较小的碳管粒径可以提高浆料的流变性能,降低粘度,改善流动性;而较大的粒径则可能会导致浆料的流变性能下降。

3. 碳管浆料粒径的优化为了实现碳管浆料的最佳性能,需要对碳管的粒径进行优化选择。

研究人员可以通过调整碳管的制备方法、选择合适的分散剂等途径,来控制碳管的粒径,从而达到最佳的性能表现。

结语石墨烯导电剂粒径和碳管浆料粒径对导电浆料的性能有着重要的影响。

为了获得最佳的性能表现,研究人员需要通过实验方法找到最佳的粒径范围,并进行优化选择。

希望本文的内容能对相关研究和应用提供一定的参考和帮助。

石墨烯复合导电剂

石墨烯复合导电剂

石墨烯复合导电剂
石墨烯复合导电剂是一种新型的导电材料,它是将石墨烯与其它导电物质复合而成。

石墨烯具有优异的导电性、热导性和机械强度,而复合导电剂则在石墨烯的基础上加入其它材料,以提高其导电性能。

石墨烯复合导电剂的应用范围广泛,可以用于电子行业、能源领域、生物医药等领域。

在电子行业中,石墨烯复合导电剂可以用于制造柔性电路、智能穿戴设备等产品;在能源领域中,它可以作为电池电极材料,提高电池的性能和稳定性;在生物医药领域中,石墨烯复合导电剂可以用于生物传感器、治疗器械等产品。

石墨烯复合导电剂的制备方法也非常多样,在化学还原法、机械合成法、氧气等离子体法等方面都有着不同的研究和应用。

未来,石墨烯复合导电剂将继续在各个领域发挥作用,为人们的生活和产业发展带来更多的创新和进步。

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石墨烯导电剂 离子电导率

石墨烯导电剂 离子电导率

石墨烯导电剂离子电导率英文回答:Graphene, a two-dimensional material composed of a single layer of carbon atoms, has gained significant attention due to its exceptional electrical conductivity. As a result, it has been widely investigated as a potential conductive additive in various applications, such as batteries, supercapacitors, and electronic devices.The ionic conductivity of graphene is an important property that determines its ability to transport ions. In order to understand the ionic conductivity of graphene, we need to consider its structure and the interaction between ions and graphene.Graphene has a unique structure with a large surface area and high electrical conductivity. This structure allows graphene to efficiently interact with ions and facilitate their movement. When ions are in contact withgraphene, they can either adsorb onto the graphene surface or penetrate into the interlayer spaces between graphene sheets.The adsorption of ions onto the graphene surface can enhance the ionic conductivity by providing additional pathways for ion transport. The high electricalconductivity of graphene allows for efficient electron transfer, which can further enhance the ionic conductivity. Additionally, the large surface area of graphene provides more sites for ion adsorption, increasing the overall ionic conductivity.On the other hand, the penetration of ions into the interlayer spaces of graphene can also enhance the ionic conductivity. The interlayer spaces provide a confined environment for ions, allowing them to move more freely and reducing their chances of being trapped. This confinement effect can increase the overall ionic conductivity of graphene.To illustrate the concept, let's consider the exampleof a graphene-based supercapacitor. Supercapacitors store energy by separating positive and negative ions on the surface of conductive electrodes. The ionic conductivity of the electrodes plays a crucial role in the charging and discharging process of the supercapacitor. By incorporating graphene as a conductive additive in the electrode material, the ionic conductivity can be significantly improved. This leads to faster charging and discharging rates, making the supercapacitor more efficient.中文回答:石墨烯是由单层碳原子组成的二维材料,因其出色的电导性能而备受关注。

石墨烯导电剂生产流程

石墨烯导电剂生产流程

石墨烯导电剂生产流程一、引言石墨烯导电剂是一种新型的导电材料,具有优异的电学性能和广泛的应用前景。

本文将详细介绍石墨烯导电剂的生产流程,包括原料准备、混合与分散、化学改性、浓缩与干燥、筛分与包装、质量检测、存储与运输和应用研究等方面。

二、原料准备石墨烯导电剂的生产需要使用到石墨、氧化石墨、分散剂、还原剂等原料。

在原料准备阶段,需要确保原料的质量和稳定性,选择适当的比例进行混合。

同时,需要注意避免使用有害的化学品,以保障生产过程中的安全。

三、混合与分散在混合与分散阶段,需要将石墨、氧化石墨和其他添加剂进行混合,以便于后续的化学反应。

在混合过程中,需要采用适当的搅拌和分散技术,以保证混合的均匀性和稳定性。

同时,需要控制温度和压力,避免对产品质量的影响。

四、化学改性化学改性是石墨烯导电剂生产中的关键步骤,通过改性可以改善石墨烯的分散性和电学性能。

在化学改性阶段,通常采用还原氧化石墨的方法,将氧化石墨还原成石墨烯。

还原过程中需要注意控制温度和还原剂的用量,以保证石墨烯的质量和稳定性。

五、浓缩与干燥在浓缩与干燥阶段,需要将改性后的石墨烯溶液进行浓缩和干燥,以便于后续的筛分和包装。

浓缩过程中需要注意控制温度和压力,避免对产品质量的影响。

干燥可以采用自然干燥或烘箱干燥等方法,根据具体情况选择适当的干燥方式。

六、筛分与包装在筛分与包装阶段,需要将干燥后的石墨烯进行筛分和包装,以便于存储和运输。

筛分可以采用振动筛分或气流筛分等方法,根据产品粒度和生产规模选择适当的筛分设备。

包装可以采用袋装或桶装等方式,包装材料应具有良好的阻隔性能和稳定性,以保证产品的质量和长期保存。

七、质量检测在质量检测阶段,需要对石墨烯导电剂进行各种性能指标的检测,以保证产品质量符合相关标准和客户要求。

质量检测包括粒度分布、电导率、稳定性等方面的检测,可以采用各种测试仪器和设备进行检测和分析。

八、存储与运输在存储与运输阶段,需要注意控制环境温湿度和光照等条件,避免对产品质量产生影响。

浅析石墨烯电极材料对电池性能的影响

浅析石墨烯电极材料对电池性能的影响

176管理及其他M anagement and other浅析石墨烯电极材料对电池性能的影响王 剑,任 君(南宁职业技术学院,广西 南宁 530000)摘 要:石墨烯作为一种新型的纳米材料,由于其特殊的二维单层扩展碳结构、优异的导电性、导热性、韧性和强度,在功能材料、能源等领域得到了广泛的应用。

石墨烯在锂离子电池电极材料的优化和改进中受到广泛关注。

如果电极使用石墨烯材料或与其他材料结合,可以充分发挥其优势,在一定程度上提高电池的性能。

本文主要介绍了石墨烯在锂离子电池中的应用及其优点。

分析了石墨烯材料的优缺点、重点研究方向和应用前景,为今后石墨烯电池的开发和制备提供参考。

关键词:石墨烯;锂离子电池;正极材料;负极材料;复合材料中图分类号:TM912 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2021)05-0176-2 收稿日期:2021-03作者简介:王剑,男,生于1982年,汉族,山西太原人,工学博士,工程师,研究方向:新材料制备。

1 石墨烯材料综述1.1 石墨烯概述石墨烯材料由基本的碳原子组成,其形状呈六角形。

组成与蜂巢相似的平面二维结构,属于纳米材料中的一种。

2004年,曼彻斯特大学的Andrehaim 和Konstantin 团队首次成功地采用机械剥离法,获取了石墨烯。

石墨烯的发现者获得了2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯是一种由一层碳原子组成的新材料。

碳原子在参与杂化的过程中以SP2的形式,使电子能够保证顺利传导。

石墨烯材料的导电性良好,是目前已知材料中电阻率最低的一类导电材料。

石墨烯由于其特殊的纳米结构和优异的物理化学性能,在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能、传感器等领域显示出巨大的潜力。

1.2 石墨烯的特点1.2.1 超大比表面积石墨烯材料的比表面积非常大,可达到2600m 2/g,当其他材料与石墨烯材料相结合后能够最大程度的提高其比表面积。

其他材料的相互作用分布在石墨烯片的表面或片间,石墨烯材料本身已发生团聚现象,当与其它材料复合时能够降低其团聚倾向。

石墨烯的应用领域

石墨烯的应用领域

第二章石墨烯应用领域石墨烯因其独特的电学性能、力学性能、热性能、光学性能和高比表面积,近年来受到化学、物理、材料、能源、环境等领域的极大重视,应用前景广阔,被公认为21世纪的“未来材料”和“革命性材料”。

具体在五个应用领域:一是储能领域。

石墨烯可用于制造超级电容器、超级锂电池等。

二是光电器件领域。

石墨烯可用于制造太阳能电池、晶体管、电脑芯片、触摸屏、电子纸等。

三是材料领域。

石墨烯可作为新的添加剂,用于制造新型涂料以及制作防静电材料。

四是生物医药领域。

石墨烯良好的阻隔性能和生物相容性,可用于药物载体、生物诊断、荧光成像、生物监测等。

五是散热领域。

石墨烯散热薄膜可广泛应用于超薄大功耗电子产品,比如当前全球热销的智能手机、IPAD 电脑、半导体照明和液晶电视等。

中国科学院预计,到2024年前后,石墨烯器件有望替代互补金属氧化物半导体(CMOS)器件,在纳米电子器件、光电化学电池、超轻型飞机材料等研究领域得到应用。

目前,全球范围内仅电子行业每年需消耗大约2500吨半导体晶硅,纯石墨烯的市场价格约为人民币1000元/g ,其若能替代晶硅市场份额的10%,就可以获得5000亿元以上的经济利益;全球每年对负极材料的需求量在2.5万吨以上,并保持了20%以上的增长,石墨烯若能作为负极材料获得锂离子电池市场份额的10%,就可以获得2500吨的市场规模。

可见,石墨烯具有广阔的应用空间和巨大的经济效益。

正是在这一背景下,目前国内外对石墨烯技术的应用研究如火如荼,具体应用如下:2.1 石墨烯锂离子电池锂离子电池具有容量大、循环寿命长、无记忆性等优点,目前已成为全球消费类电子产品的首选电池以及新能源汽车的主流电池。

高能量密度、快速充电是锂电池产品发展的必然趋势,在正极材料中添加导电剂是一种有效改善锂电性能的途径,可大大增加正负极的导电性能、提高电池体积能量密度、降低电阻,增加锂离子脱嵌及嵌入速度,显著提升电池的倍率充放电等性能,提高电动车的快充性能。

石墨烯导电剂浆料的固含量

石墨烯导电剂浆料的固含量

石墨烯导电剂浆料的固含量
石墨烯导电剂浆料是一种具有优异导电性能的材料,广泛应用于电子器件和能源储存领域。

其中,固含量是评价石墨烯导电剂浆料质量的关键指标之一。

固含量的高低直接影响着导电剂浆料的导电性能和稳定性。

固含量是指导电剂浆料中所含的固态物质的质量占浆料总质量的比例。

一般来说,固含量越高,导电剂浆料的导电性能越好。

因此,在制备石墨烯导电剂浆料时,提高固含量是一个重要的研究方向。

提高石墨烯导电剂浆料的固含量有多种方法。

首先,可以通过优化石墨烯的制备工艺,提高石墨烯的质量和产率。

其次,可以采用表面改性技术,增加石墨烯与浆料基体的相互作用力,从而增加石墨烯在浆料中的分散性和稳定性。

此外,还可以选择合适的分散剂和增稠剂,调节浆料的流变性能,提高固含量。

固含量的合理控制也是一项挑战。

固含量过高会导致浆料黏度过大,不利于涂覆和加工;而固含量过低则会影响浆料的导电性能。

因此,在石墨烯导电剂浆料的制备中,需要综合考虑固含量、流变性能和导电性能之间的平衡。

石墨烯导电剂浆料的固含量对于材料的性能和应用具有重要影响。

通过合理的制备工艺和配方设计,可以实现固含量的控制和优化,从而获得具有优异导电性能和稳定性的导电剂浆料。

这将为电子器
件和能源储存领域的发展提供有力支持,并推动石墨烯在实际应用中的广泛应用。

《石墨烯-导电聚合物复合材料的制备及其电化学性能的研究》

《石墨烯-导电聚合物复合材料的制备及其电化学性能的研究》

《石墨烯-导电聚合物复合材料的制备及其电化学性能的研究》石墨烯-导电聚合物复合材料的制备及其电化学性能的研究摘要:本文研究了石墨烯与导电聚合物复合材料的制备方法,并对其电化学性能进行了深入探讨。

通过合理的制备工艺,我们成功制备了具有优异导电性能和电化学稳定性的复合材料。

本文详细描述了实验过程、结果及分析,以期为相关研究提供有益的参考。

一、引言随着科技的发展,石墨烯因其独特的物理和化学性质,在材料科学领域引起了广泛的关注。

石墨烯与导电聚合物的复合材料因其在电化学储能、传感器、电磁屏蔽等领域的潜在应用价值,成为了研究的热点。

本文旨在研究石墨烯/导电聚合物复合材料的制备方法及其电化学性能。

二、实验材料与方法1. 材料准备实验所需材料包括石墨烯、导电聚合物(如聚吡咯、聚苯胺等)、溶剂(如乙醇、水等)以及其他添加剂。

2. 制备方法采用溶液混合法或原位聚合法制备石墨烯/导电聚合物复合材料。

具体步骤包括:将石墨烯与导电聚合物在溶剂中混合,并通过搅拌或超声处理使两者充分混合;然后进行聚合反应,得到复合材料。

三、电化学性能测试通过循环伏安法(CV)、恒流充放电测试、电化学阻抗谱(EIS)等方法,对制备的复合材料进行电化学性能测试。

四、结果与讨论1. 制备结果通过优化制备工艺,我们成功制备了具有良好分散性和导电性能的石墨烯/导电聚合物复合材料。

SEM和TEM结果表明,石墨烯与导电聚合物在纳米尺度上实现了良好的复合。

2. 电化学性能分析(1)循环伏安法(CV)测试:复合材料在充放电过程中表现出稳定的电化学行为,无明显极化现象。

(2)恒流充放电测试:复合材料具有较高的比电容和优异的循环稳定性。

在一定的电流密度下,其比电容随循环次数的增加而略有增加,表现出良好的充放电性能。

(3)电化学阻抗谱(EIS)分析:复合材料的内阻较小,电子传递速度快,表现出优异的电导率和良好的电荷传输能力。

通过分析不同因素(如石墨烯含量、聚合条件等)对电化学性能的影响,我们发现合理的复合比例和制备工艺是获得高性能复合材料的关键。

石墨烯:改变ICT的神奇材料

石墨烯:改变ICT的神奇材料

石墨烯:改变ICT的神奇材料作者:暂无来源:《新经济导刊》 2014年第7期石墨烯正在成为ICT 产业的下一战场。

掌握石墨烯的开发应用技术,将是ICT 企业未来在电子设备市场竞争的关键文/ 牛禄青有一种新材料,它可以使手机变得更薄可折叠,有望将电子产品带入全新的柔性时代;用其研发的“超级电容器”,其充电速率远高于普通电池,一部iPhone 手机充满电仅需 5 秒钟;利用它制成的光学调制器,可将互联网传输速度提升万倍,一秒钟内下载一部高清电影……这种神奇的材料就是石墨烯。

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料,即由碳原子以sp2 杂化轨道组成六角形呈蜂巢晶格的平面结构,只有一个碳原子厚度。

石墨烯一直被认为是假设性的结构,无法单独稳定存在,直至2004 年,英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆(Andre Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov),成功地在实验室用胶带从石墨中剥离出了石墨烯,证实它可以单独存在,两人因“在二维石墨烯材料的开创性实验”,共同获得2010 年诺贝尔物理学奖。

石墨烯的发现及其独特性质激起了全世界的研究热潮,许多专家称之为“改变21 世纪的材料”,并预测“21 世纪将是碳(C)的世纪”。

Andre Geim 教授今年五月在深圳参加2014 石墨烯高峰论坛时表示,现在我们对石墨烯的认识,无论是理论上还是实际应用上,还远远没有达到极限,还有大量的未知概念、机理和技术需要突破,几乎每天都有令人惊奇的新性质和新应用被提出来。

预计三、五年之内,石墨烯会有惊奇的应用。

中科院在发布的《科技发展新态势与面向2020年的战略选择》研究报告中也指出,未来5 ~ 10年世界可能发生22 个重大科技事件,其中包括石墨烯将成为“后硅时代”的新潜力材料。

27 年来首次接受中国媒体采访的华为创始人任正非预言:未来10 ~ 20 年内一定会爆发一场技术革命。

电池辅材——导电剂的介绍【钜大锂电】

电池辅材——导电剂的介绍【钜大锂电】

电池辅材——导电剂的介绍【钜大锂电】和锂离子电池电极材料一样,导电剂也在不断的进化。

从最早的炭黑材料,其特点是点状导电剂,也可以称作零维导电剂,主要通过颗粒之间的点接触提高导电性;到后来,逐渐发展出了导电碳纤维和碳纳米管这一类具有一维结构的导电剂,由于其纤维状结构,增大了与电极材料颗粒的接触,大大提高了电极的导电性,降低了极片电阻;最近火热的石墨烯材料,如今也逐渐成为锂离子电池的新型导电材料,由于石墨烯具有二维的片层状结构,极大的增加了电极颗粒之间的接触,提高了导电性,并降低了导电剂的用量,提高了锂离子电池的能量密度。

导电剂的作用导电剂的首要作用是提高电子电导率。

为了保证电极具有良好的充放电性能,在极片制作时通常加入一定量的导电剂,在活性物质之间、活性物质与集流体之间起到收集微电流的作用,以减小电极的接触电阻,加速电子的移动速率。

此外,导电剂也可以提高极片加工性,促进电解液对极片的浸润,同时也能有效地提高锂离子在电极材料中的迁移速率,降低极化,从而提高电极的充放电效率和锂电池的使用寿命。

导电剂对比分析导电剂主要有颗粒状导电剂如乙炔黑、炭黑等,导电石墨多为人造石墨,纤维状导电剂如金属纤维、气相法生长碳纤维、碳纳米管等,还有新型石墨烯及其混合导电浆料等作为导电剂使用。

这些导电剂拥有各自的优劣势,以下是一些常见的导电剂理化参数对比:下面介绍锂离子电池主要应用的几类导电剂:导电炭黑Super-PLi,其中有支链结构的科琴黑ECP,导电石墨KS-6、SFG-6,气相生长碳纤维VGCF,碳纳米管CNTs和石墨烯及其复合导电剂。

炭黑炭黑在扫描电镜下呈链状或葡萄状,单个炭黑颗粒具有非常大的比表面积。

比石墨有更好的离子和电子导电能力,炭黑颗粒的高比表面积,堆积紧密有利于颗粒之间紧密接触在一起,组成了电极中的导电网络,有利于电解质的吸附而提高离子电导率。

另外,炭一次颗粒团聚形成支链结构,能够与活性材料形成链式导电结构,有助于提高材料的电子导电率。

石墨烯导电溶液

石墨烯导电溶液

石墨烯导电溶液
石墨烯导电溶液是一种新型的导电材料,它由石墨烯和溶液组成。

石墨烯是一种由碳原子构成的单层薄膜,具有极高的导电性能和机械强度。

而石墨烯导电溶液则是将石墨烯分散在水或有机溶剂中形成的一种液态材料。

石墨烯导电溶液具有许多优异的性能,例如高导电性、高透明性、柔性、可加工性等。

它可以应用于许多领域,如柔性电子、生物医学传感器、电子墨水、透明导电膜等。

与传统的导电材料相比,石墨烯导电溶液具有更高的导电性能和更好的透明性能。

此外,它还可以制备成柔性材料,加工成各种形状,使其能够在许多应用中具备更好的适应性。

尽管石墨烯导电溶液具有许多优异的性能和应用前景,但其制备工艺和性能稳定性等方面还存在一些问题需要解决。

未来,随着石墨烯导电溶液的研究不断深入,相信它将会在许多领域中得到更广泛的应用。

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石墨烯在锂电池中的应用

石墨烯在锂电池中的应用

石墨烯在锂电池中的应用墨烯具有10倍于商用硅片的高载流子迁移率(15000cm2/V•s),导电性能优越,尤其适用与制造锂电池导电添加剂、锂电池正负极复合材料等锂电池材料。

此外,石墨烯电极复合材料及导电添加剂能有效改善电极循环性能:加入石墨烯的磷酸铁锂正极复合材料,循环100周后,可逆比容量为纯LiPO4电极的1.4倍。

石墨烯在电池中的应用1.作为导电剂锂离子电池充放电是通过锂离子在正负极的脱嵌反应来实现的。

具体表现为,充电时正极锂离子脱插,负极锂离子嵌入;放电时正极锂离子嵌入,负极锂离子脱插。

在这个过程中,嵌入与脱插的锂离子越多,电池容量越大。

其充放电速度主要由锂离子在电极中的传输和脱嵌速度来决定。

所以如果电极材料中电子和锂离子传导通道越多,其充电速度就越快。

传统锂离子电池无法进行快速充电,主要受限于锂电池正负极导电性能不足,无法同电子进行充分反应,反应层集中在表面影响内部电极的反应,导致锂离子短时间内脱嵌速度不足,无法形成大电流,间接影响锂离子扩散系数,同时受限于高倍率充电下电池寿命的衰减。

而且传统电池在工作时会在电极表面形成一层固体电解质膜,阻挡了锂离子的“脚步”,进而减慢了锂离子的运输速度。

锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、三元和磷酸铁锂等。

石墨烯在正极材料中属于面点接触,具有优异的导电性能,可以作为其电极的导电剂,优异于作为点点接触的常规导电剂。

锂电池有个性能叫做倍率性能,用C来衡量。

假设一块锂电池的容量是3000mAh,那么1C就是用3000mA的电流给它充电,一小时充满;2C就是用6000mA的电流充电,半小时充满。

续航与电量正相关的情况下,充到支持相同续航里程的电量,倍率性能大的电池充电时间更短。

电芯在快充时,主要的技术难点为锂离子在正极的快速脱离,在电解液的传输以及在负极的嵌入,其中相对重要的是要求正负极具有良好的导电性,可以在短时间进行大规模化学反应,这样电子的扩散速度加快,增加了锂离子的脱嵌和嵌入速度。

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磷酸铁锂动力电池
采用石墨烯导电剂,电池倍率性能显著提升,且倍率充放电后电池容量恢复也有很大提高
磷酸铁锂 : SP : 石墨烯 : 粘结剂 93wt% : 1.5 wt% : 1.5 wt% : 4wt%
磷酸铁锂 : SP : 导电石墨 : 粘结剂 93wt% : 1.5 wt% : 1.5 wt% : 4wt%
石墨烯导电剂
宁波墨西科技有限公司
产品简介
石墨烯导电剂是一款针对高性能锂电池的新型高端导电添加剂产品,可显著提高电极材料
容量发挥、降低电池内阻,提高倍率性能和循环寿命,改善电池的高低温和安全性能。石墨烯导电 剂的综合性能指标优于碳纳米管、纳米碳纤维等现有高端导电剂产品,是高性能锂电池的新伴侣。
性状 溶剂 石墨烯含量 分散剂含量
2.5 wt% 石墨烯 2.5 wt% VGCF
数据来源:广东某电池企业
20.5
82.4
0.8
11.6
51.7
0.4
2.1
29.8
0.35
1.2
22.4
0.17
1.210.60.来自60.98.3

2%石墨烯+2%SP





倍率循环前 倍率循环后
0.2C 1C 3C 5C
磷酸铁锂电池(12Ah软包)内阻 (mΩ)
2%石墨烯+2%SP 2%导电石墨+3%SP
2.1
2.2
数据来源:浙江某电池企业
三元材料动力电池
采用石墨烯导电剂,电池循环寿命显著提高
0.5C充放电
1C充放电
石墨烯导电剂 碳黑导电剂
石墨烯导电剂 碳黑导电剂
数据来源:湖北某电池企业
高倍率钴酸锂电池
石墨烯导电剂性能略优于纳米碳纤维导电剂(VGCF)
首次充放电曲线
40C倍率放电曲线
2.5 wt% 石墨烯 2.5 wt% VGCF
石墨烯导电剂
浆料
浆料

NMP
5.0±0.1 wt% 5.0±0.1 wt%
0-0.5 wt%
0-0.5 wt%
粉末 —
>99 wt% —
添加石墨烯导电剂的锂电池电极
产品性能
导电剂 添加量
1wt% 2wt% 3wt% 4wt% 5wt% 6wt%
磷酸铁锂极片电阻率(Ω cm)
石墨烯
碳纳米管 导电碳黑
2.1
2.2
3.2
磷酸铁锂电池(12Ah软包)放电中值电压 (V)
2%石墨烯+2%SP 2%导电石墨+3%SP
3.24
3.23
3.16
3.13
3.01
2.94
2.88
2.75
2%导电石墨+3%SP

2%石墨烯+2%SP





2%导电石墨+3%SP
数据来源:中科院宁波材料所
石墨烯导电剂
宁波墨西科技有限公司
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