在新能源汽車高歌猛進的時代,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,廣泛應用于電子信息、電動汽車、智能電網(wǎng)等領域。
負極材料作為新能源汽車鋰離子電池的關鍵組成部分,對電池的容量、功率、安全性和穩(wěn)定性起著決定性作用。當前,眾多高容量負極材料如金屬鋰、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 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,嚴重影響電池性能與安全性。
2. 體積變化挑戰(zhàn):高容量負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 300%,錫基材料體積變化可達 260%。劇烈的體積變化會導致負極材料粉碎、脫落、開裂,破壞結構完整性和電子導電性,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:高容量負極材料通常電子和離子傳輸性能較差,導致電荷轉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極表面不均勻分布和沉積,進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構的二維納米材料,具有非凡的力學、光學和化學性能。在新能源汽車鋰離子電池負極材料方面,石墨烯展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。
1. 導電添加劑或涂層:作為導電添加劑或涂層,石墨烯能有效提高負極材料的電子傳輸性能,抑制鋰枝晶形成,增強 SEI 膜穩(wěn)定性。
2. 多孔或空心結構:以多孔或空心結構作為負極材料,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,緩解負極材料的體積變化。
3. 復合或涂層結構:與其他高容量負極材料形成均勻緊密的復合或涂層結構,石墨烯可顯著提高負極材料的綜合性能。
4. 界面工程載體:憑借高比表面積和活性官能團,石墨烯作為界面工程或修飾技術的載體,能引入不同的離子添加劑或涂層,優(yōu)化負極材料與電解液之間的界面反應和傳輸過程。
億鑫豐合力爆破納米材料分散機為石墨烯的制備與應用帶來了全新機遇。
1. 高效環(huán)保制備:專為導電漿料設計,擁有 300 升容量(32kw),與傳統(tǒng)設備相比,節(jié)能 70%,效率提高 2 倍。在常壓、常溫下,無需化學添加,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極材料復合時,借助億鑫豐合力爆破納米材料分散機的優(yōu)異分散性能,能更加均勻地結合,為提升新能源汽車鋰離子電池的性能奠定堅實基礎。
新能源汽車鋰離子電池對負極材料的節(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,成為新型負極材料的潛力巨大。通過利用機械液相剝離法規(guī)?;苽涫┓垠w,并將其與其他高容量負極材料復合制備成新型納米材料,結合億鑫豐合力爆破納米材料分散機,能夠進一步提升石墨烯粉體的分散效果,使其在與其他負極材料復合時更加均勻,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憑借先進的技術,為新能源汽車鋰離子電池負極材料的制備提供強有力的支持。相信在未來,石墨烯與億鑫豐合力爆破納米材料分散機的完美結合,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。