火狐体育_简析石墨烯在锂电池电极材料中的应用及展望

激光雕刻机 | 2021-05-22

火狐体育_石墨烯是近年来研究较多的一种新型材料,具有良好的导电性和倍率性能。将其应用于锂离子电池正极材料,可以大大提高正极材料的容量和高速充放电性能。石墨烯基材料第一循环库仑效率低,充放电平台高,循环稳定性好,目前还不能替代商用碳材料。

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但是石墨烯可以作为锂电池填充电极材料的优良基体材料。用天然石墨、碳纳米管、富勒烯等碳材料填充石墨烯,利用石墨烯相似的片层结构,可以提高材料的力学性能和电子传输能力。

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同时,掺杂后石墨烯的层间间距减小,获得了更好的锂存储空间。此外,石墨烯还可以用于修饰其他非碳基阳极材料。目前,锂离子电池非碳基负极材料主要包括锡基、硅基和过渡金属材料,理论容量较低,但其缺点是在金锂/干锂过程中体积收缩和膨胀变化显著。在改性复合材料中加入石墨烯可以改善两种材料单独使用时的缺点。

其优势主要体现在以下几个方面:1。石墨烯片柔软,能有效缓冲金属电极材料的体积收缩;2.石墨烯优异的导电性可以增强金属电极材料的电子传输能力;3.石墨烯表面的活化核心点可以控制表面生长的金属氧化物颗粒保持纳米尺寸,提高材料的倍率性能;4.与石墨烯相比,复合材料的比容量略有提高。5.金属或金属氧化物的纳米粒子可以维持石墨烯的表层,避免石墨烯片内放置的电解液对电极材料造成损伤。此外,石墨烯还用于锂电池正极材料和导电添加剂的改性。

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石墨烯具有二维高比表面积的相似结构及其优异的电子传输能力,可以有效提高阳极材料的导电性,增强锂离子的传播和传输能力。石墨烯可以用来代替普通的电极材料如天然石墨、SuperP、乙炔白等导电添加剂,可以达到很好的效果。

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