在新能源汽車高歌猛進(jìn)的時代,鋰離子電池作為其核心動力源,性能的優(yōu)劣直接決定著新能源汽車的續(xù)航里程、安全性與整體競爭力。鋰離子電池作為可充電的二次電池,以比能量高、工作電壓高、循環(huán)壽命長及體積小等特點,廣泛應(yīng)用于電子信息、電動汽車、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。
負(fù)極材料作為新能源汽車鋰離子電池的關(guān)鍵組成部分,對電池的容量、功率、安全性和穩(wěn)定性起著決定性作用。當(dāng)前,眾多高容量負(fù)極材料如金屬鋰、合金材料、硅基材料、錫基材料、鈦酸鋰及過渡金屬氧化物等雖理論比容量高達(dá) 1000mA?h/g 以上,但卻面臨著諸多棘手難題。
1. 鋰枝晶難題:充電時,鋰離子在負(fù)極表面不均勻沉積形成鋰枝晶,這會引發(fā)有效鋰損失、內(nèi)阻增加、容量衰減、SEI 膜破壞、隔膜穿刺及內(nèi)部短路等問題,嚴(yán)重影響電池性能與安全性。
2. 體積變化挑戰(zhàn):高容量負(fù)極材料在嵌脫鋰過程中體積變化大,如硅基材料體積變化可達(dá) 300%,錫基材料體積變化可達(dá) 260%。劇烈的體積變化會導(dǎo)致負(fù)極材料粉碎、脫落、開裂,破壞結(jié)構(gòu)完整性和電子導(dǎo)電性,損傷 SEI 膜穩(wěn)定性,加速電池老化和衰退。
3. 電子和離子傳輸瓶頸:高容量負(fù)極材料通常電子和離子傳輸性能較差,導(dǎo)致電荷轉(zhuǎn)移過程中的極化損失,降低電池功率密度和循環(huán)效率。電子和離子傳輸不匹配或不協(xié)調(diào)還會致使鋰離子在負(fù)極表面不均勻分布和沉積,進(jìn)一步加劇鋰枝晶和體積變化等問題。
石墨烯,由單層碳原子以 sp2 雜化軌道排列成蜂窩狀結(jié)構(gòu)的二維納米材料,具有非凡的力學(xué)、光學(xué)和化學(xué)性能。在新能源汽車鋰離子電池負(fù)極材料方面,石墨烯展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。
1. 導(dǎo)電添加劑或涂層:作為導(dǎo)電添加劑或涂層,石墨烯能有效提高負(fù)極材料的電子傳輸性能,抑制鋰枝晶形成,增強(qiáng) SEI 膜穩(wěn)定性。
2. 多孔或空心結(jié)構(gòu):以多孔或空心結(jié)構(gòu)作為負(fù)極材料,石墨烯利用高比表面積和孔隙率提高鋰離子的儲存和傳輸能力,緩解負(fù)極材料的體積變化。
3. 復(fù)合或涂層結(jié)構(gòu):與其他高容量負(fù)極材料形成均勻緊密的復(fù)合或涂層結(jié)構(gòu),石墨烯可顯著提高負(fù)極材料的綜合性能。
4. 界面工程載體:憑借高比表面積和活性官能團(tuán),石墨烯作為界面工程或修飾技術(shù)的載體,能引入不同的離子添加劑或涂層,優(yōu)化負(fù)極材料與電解液之間的界面反應(yīng)和傳輸過程。
億鑫豐合力爆破納米材料分散機(jī)為石墨烯的制備與應(yīng)用帶來了全新機(jī)遇。
1. 高效環(huán)保制備:專為導(dǎo)電漿料設(shè)計,擁有 300 升容量(32kw),與傳統(tǒng)設(shè)備相比,節(jié)能 70%,效率提高 2 倍。在常壓、常溫下,無需化學(xué)添加,通過物理剝離將 3~5 微米石墨顆粒直接剝層制備單層石墨烯,實現(xiàn)清潔操作。采用物理法制備的本征單層石墨烯無氧化、無化學(xué)添加,完整保留石墨烯功能特征。
2. 卓越性能參數(shù):功率為 32KW,容量 300L,固含量 5~15%,爆破時間 1 - 4 小時,分散效果良好,碳納米管無斷管、石墨烯無碎片,石墨烯層小于 3nm(時效控制可達(dá)單層),一致性好,納米片狀氮化硼層小于 2nm,一致性好。
3. 優(yōu)化石墨烯性能:這種物理剝離法制備的石墨烯與其他負(fù)極材料復(fù)合時,借助億鑫豐合力爆破納米材料分散機(jī)的優(yōu)異分散性能,能更加均勻地結(jié)合,為提升新能源汽車鋰離子電池的性能奠定堅實基礎(chǔ)。
新能源汽車鋰離子電池對負(fù)極材料的節(jié)能環(huán)保性要求極高,石墨烯作為新型碳材料,以其低成本、高性能的特點,成為新型負(fù)極材料的潛力巨大。通過利用機(jī)械液相剝離法規(guī)?;苽涫┓垠w,并將其與其他高容量負(fù)極材料復(fù)合制備成新型納米材料,結(jié)合億鑫豐合力爆破納米材料分散機(jī),能夠進(jìn)一步提升石墨烯粉體的分散效果,使其在與其他負(fù)極材料復(fù)合時更加均勻,從而更好地提升新能源汽車鋰離子電池的性能。
億鑫豐合力爆破納米材料分散機(jī)憑借先進(jìn)的技術(shù),為新能源汽車鋰離子電池負(fù)極材料的制備提供強(qiáng)有力的支持。相信在未來,石墨烯與億鑫豐合力爆破納米材料分散機(jī)的完美結(jié)合,將為新能源汽車行業(yè)的發(fā)展帶來新的突破,推動新能源汽車邁向更加輝煌的未來。