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Aplicación de Graphene Conductive Agent In Battery
- Apr 02, 2018 -

1. la aplicación de agente conductor de grafeno en la batería

El agente conductor de la batería es un material auxiliar clave para materiales de electrodo positivo e negativo e interconexiones de electrodos, y tiene una gran influencia en el número de tiempos de carga y descarga, resistencia interna y rendimiento de potencia de la batería. El grafeno es un nuevo tipo de material de carbono que se ha investigado en los últimos años. Tiene una excelente conductividad eléctrica y rendimiento de velocidad. Se puede aplicar a materiales de baterías de iones de litio, baterías de sulfuro de litio y ácido de plomo, y puede aumentar en gran medida la capacidad de la batería y el rendimiento de carga y descarga a gran velocidad.

Aplicación de grafeno en la batería de iones de litio

En el sistema actual de baterías de iones de litio, los materiales de electrodos positivos y negativos utilizados por la batería tienen una menor conductividad de iones y electrones, que es el principal factor que afecta y limita el ciclo de carga y descarga y evalúa el rendimiento de la batería de litio. Un valor de resistencia excesivamente alto de los materiales de electrodo positivo y negativo puede causar polarización de la placa de electrodo, lo que conduce directamente a una disminución rápida en la tasa de utilización del material de electrodo de batería de litio y una rápida atenuación del rendimiento de ciclo de la batería de litio.

Battery Car.png 

Con el fin de establecer una red y estructura conductiva de material de cátodo y ánodo de batería eficiente, es necesario agregar un agente conductor de material de batería eficiente, y el material conductor del material conductor de la morfología, el rendimiento y la cantidad de requisitos elevados, la necesidad de una relación de correspondencia adecuada. Entre ellos, el agente conductor en sí no tiene la característica de proporcionar capacidad de intercalación de litio, lo que conduce a una pequeña disminución en la energía específica y capacidad de potencia específica de todo el sistema de batería de litio.

Por lo tanto, existe una necesidad urgente de desarrollar un nuevo tipo de material aditivo conductor de la batería que pueda proporcionar una red conductora altamente eficiente. Este nuevo tipo de material de agente conductivo puede aumentar significativamente la conductividad eléctrica de los electrodos positivo y negativo mientras reduce la cantidad requerida de adición, reduciendo así el costo de la batería y puede mejorar la tasa de batería de litio y el rendimiento del ciclo de carga y descarga.

2. Agente conductor de grafeno en baterías de azufre de litio

Las baterías de litio-azufre (Li-S) tienen una densidad teórica de almacenamiento de energía muy alta de 2.600 Wh / kg, que es 5 a 10 veces mayor que la de las baterías de iones de litio más avanzadas y se espera que se utilicen en grandes cantidades en la energía futura. sistemas y dispositivos de almacenamiento.

En la actualidad, el agente conductor de grafeno es la corriente principal del agente conductor de la batería de litio. Los materiales de grafeno preparados por diferentes métodos pueden ejercer diferentes efectos cuando se usan como una estructura de esqueleto de soporte conductivo en un sistema de batería de litio-azufre.

El material de grafeno en sí tiene propiedades físicas y mecánicas únicas, y también puede proporcionar un rico espacio de amortiguación tridimensional para el enorme cambio de volumen producido por el material activo de azufre en el proceso de liberación de litio. Estas características del agente conductor de grafeno mejoran de manera efectiva la circulación de la batería de litio-azufre. Seguridad, rendimiento de velocidad y vida útil del ciclo.

 

3. La aplicación de grafeno en baterías de plomo-ácido

La batería de plomo-ácido es la batería secundaria más antigua en la historia del desarrollo y es la primera batería comercial recargable recargable del mundo.

También hay una gran cantidad de uso y producción de baterías de plomo-ácido. El electrodo de la batería de plomo-ácido está hecho principalmente de plomo y su material de óxido, y el electrolito es una solución de ácido sulfúrico. En el estado de descarga de la batería, el componente principal del material del electrodo positivo es el dióxido de plomo, y el componente principal del material del electrodo negativo es el plomo. Bajo el estado de carga de la batería, los componentes principales de los electrodos positivo y negativo son sulfato de plomo.

Lead acid battery structure.png

Estructura de la batería de plomo ácido

La aplicación de grafeno en el campo de las baterías de plomo-ácido pertenece a la etapa de investigación en profundidad y aplicación de prueba. Ha habido un gran número de equipos de I + D de investigadores científicos y empresas involucradas en este campo, y se han producido resultados y avances por etapas. El efecto del grafeno sobre el rendimiento de las baterías de plomo-ácido no puede ignorarse, y se ha convertido en uno de los nuevos puntos calientes en la dirección de las baterías de plomo-ácido.

Debido a su estructura única y excelente rendimiento, el grafeno está destinado a convertirse en un punto de investigación en el campo de las baterías. Según los resultados de la investigación actual, los agentes conductivos de grafeno pueden aplicarse a las baterías de plomo y ácido tradicionales y las baterías de litio para resolver el problema de la densidad de energía de la batería y la densidad de potencia son difíciles de tener, el agente conductivo de grafeno se aplicará cada vez más la industria de la batería en el futuro. La aplicación de agente conductor de grafeno en baterías de iones de litio es una dirección muy prometedora y una tendencia de desarrollo futuro.