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石墨烯包覆技術對鋰離子電池性能提升用途大嗎?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年05月17日  

以目前正計劃大規模生產的石墨烯基鋰離子電池產品烯王為例,與普通的鋰離子電池相比,該款鋰離子電池在性能上到底出現了什么變化呢?


山木新能源董事長陳明軍透露,采用石墨烯包覆技術后,電池容量影響不大,但這款產品是在磷酸鐵鋰前軀體中進行石墨烯包覆,在石墨烯溶入后,其電化學特性提高了很多,具體體現在:電池內阻降低從而使快充性能提高;由于熱下降延長壽命,高低溫影響降低,提高了安全性。


產業化痛點在哪?


通過調研發現,在石墨烯包覆過程中,公司也會遇到一些難題。其中要解決的關鍵問題有兩個:一是石墨烯自身的導電性能,這與其層數有相當大的關系。


從導電機理分析,石墨烯通過點面接觸來導電。一般而言,接觸的面積越大導電性能就會越好。有業內人士認為,片層較厚的石墨烯會阻礙鋰離子的擴散而降低極片的離子電導率,6-9層最為適宜。


二是如何有效均勻分散。分散的效果不好將導致材料成團,最終破壞導電性能及離子傳輸性。


陳明軍也坦誠,石墨烯包覆過程中會有產氣問題。但其透露,山木新能源已經解決該問題。


實際應用嘗試者多?


其實目前電池公司使用石墨烯有兩種方式:一是在做電池漿料的時候,添加石墨烯與正極材料混合,目前做此嘗試的電池廠商較多;二是在生產正極材料的時候進行包覆,成熟產品還沒有廣泛上市。


而目前除東旭光電的烯王產品使用石墨烯包覆技術外,其余電池公司多采用在正極材料中加入石墨烯漿料方式。


陳明軍介紹,烯王采用分子內包覆,比物理混合效果要好,而且在分子內包覆有很多優點,當然石墨烯在其中也會起到導電用途。


比亞迪技術首席劉衛平則透露,公司把石墨烯作為導電劑使用已經有2-3年了,由于石墨烯導電性比其他導電劑更好,可以適當減少添加量,從而省出空間給活性材料,使用后相比普通的磷酸鐵鋰離子電池容量會提升3-5%,成本上也會比碳納米管的還低一些。


GGII分析師認為,采用石墨烯包覆技術后,鋰離子電池材料性能可以改善,比如提高材料導電性,提升電池循環性能、功率性能,容量也可以提升一點(非常少,可以忽略),但最終想要提升能量密度是不能指望導電劑的,關鍵點還在正負極活性材料上。


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