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石墨在鋰離子電池中是如何發揮作用的?

2022-05-06

鋰離子電池

鋰離子電池的關鍵原料石墨的需求將會增加,有必要滿足電動汽車對鋰離子電池日益增長的需求。由于大型電動汽車電池需要大約25公斤(55磅)石墨來制造鋰離子陽極,因此有人猜測,這種需求可能會超過供應。

石墨具有耐熱性、導電性和導熱性、耐腐蝕等特點,其比鋁輕。除了鋰離子陽極,先進石墨還被用于燃料電池、太陽能電池、半導體、led和核反應堆。生產純度為99.99%的陽極石墨既昂貴又浪費。終的成本不是材料,而是凈化過程。回收舊鋰離子來回收石墨并不能解決這個問題,因為這是一個繁瑣的凈化過程。

對于傳統的石墨陽極,鋰離子聚集在陽極的外表面。石墨烯有一個更好的解決方案,即讓鋰離子穿過10-20nm大小的石墨烯薄片上的小孔。這確保了佳的存儲區域和容易提取。一旦投入使用,估計這種電池儲存的能量是傳統石墨陽極鋰離子電池的十倍。通過在陰極中添加釩氧化物,石墨烯進一步得到改善。據說,具有這種增強功能的實驗電池可以在20秒內充電,并在1000次循環后保持90%的容量。石墨烯也在超級電容器和太陽能電池中進行測試,以提高比能量密度。


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