在新能源汽车高歌猛进的时代,锂离子电池作为其核心动力源,性能的优劣直接决定着新能源汽车的续航里程、安全性与整体竞争力。锂离子电池作为可充电的二次电池,以比能量高、工作电压高、循环寿命长及体积小等特点,广泛应用于电子信息、电动汽车、智能电网等领域。
负极材料作为新能源汽车锂离子电池的关键组成部分,对电池的容量、功率、安全性和稳定性起着决定性作用。当前,众多高容量负极材料如金属锂、合金材料、硅基材料、锡基材料、钛酸锂及过渡金属氧化物等虽理论比容量高达 1000mA・h/g 以上,但却面临着诸多棘手难题。
1. 锂枝晶难题:充电时,锂离子在负极表面不均匀沉积形成锂枝晶,这会引发有效锂损失、内阻增加、容量衰减、SEI 膜破坏、隔膜穿刺及内部短路等问题,严重影响电池性能与安全性。
2. 体积变化挑战:高容量负极材料在嵌脱锂过程中体积变化大,如硅基材料体积变化可达 300%,锡基材料体积变化可达 260%。剧烈的体积变化会导致负极材料粉碎、脱落、开裂,破坏结构完整性和电子导电性,损伤 SEI 膜稳定性,加速电池老化和衰退。
3. 电子和离子传输瓶颈:高容量负极材料通常电子和离子传输性能较差,导致电荷转移过程中的极化损失,降低电池功率密度和循环效率。电子和离子传输不匹配或不协调还会致使锂离子在负极表面不均匀分布和沉积,进一步加剧锂枝晶和体积变化等问题。
石墨烯,由单层碳原子以 sp2 杂化轨道排列成蜂窝状结构的二维纳米材料,具有非凡的力学、光学和化学性能。在新能源汽车锂离子电池负极材料方面,石墨烯展现出显著优势。
1. 导电添加剂或涂层:作为导电添加剂或涂层,石墨烯能有效提高负极材料的电子传输性能,抑制锂枝晶形成,增强 SEI 膜稳定性。
2. 多孔或空心结构:以多孔或空心结构作为负极材料,石墨烯利用高比表面积和孔隙率提高锂离子的储存和传输能力,缓解负极材料的体积变化。
3. 复合或涂层结构:与其他高容量负极材料形成均匀紧密的复合或涂层结构,石墨烯可显著提高负极材料的综合性能。
4. 界面工程载体:凭借高比表面积和活性官能团,石墨烯作为界面工程或修饰技术的载体,能引入不同的离子添加剂或涂层,优化负极材料与电解液之间的界面反应和传输过程。
亿鑫丰合力爆破纳米材料分散机为石墨烯的制备与应用带来了全新机遇。
1. 高效环保制备:专为导电浆料设计,拥有 300 升容量(32kw),与传统设备相比,节能 70%,效率提高 2 倍。在常压、常温下,无需化学添加,通过物理剥离将 3~5 微米石墨颗粒直接剥层制备单层石墨烯,实现清洁操作。采用物理法制备的本征单层石墨烯无氧化、无化学添加,完整保留石墨烯功能特征。
2. 卓越性能参数:功率为 32KW,容量 300L,固含量 5~15%,爆破时间 1 - 4 小时,分散效果良好,碳纳米管无断管、石墨烯无碎片,石墨烯层小于 3nm(时效控制可达单层),一致性好,纳米片状氮化硼层小于 2nm,一致性好。
3. 优化石墨烯性能:这种物理剥离法制备的石墨烯与其他负极材料复合时,借助亿鑫丰合力爆破纳米材料分散机的优异分散性能,能更加均匀地结合,为提升新能源汽车锂离子电池的性能奠定坚实基础。
新能源汽车锂离子电池对负极材料的节能环保性要求极高,石墨烯作为新型碳材料,以其低成本、高性能的特点,成为新型负极材料的潜力巨大。通过利用机械液相剥离法规模化制备石墨烯粉体,并将其与其他高容量负极材料复合制备成新型纳米材料,结合亿鑫丰合力爆破纳米材料分散机,能够进一步提升石墨烯粉体的分散效果,使其在与其他负极材料复合时更加均匀,从而更好地提升新能源汽车锂离子电池的性能。
亿鑫丰合力爆破纳米材料分散机凭借先进的技术,为新能源汽车锂离子电池负极材料的制备提供强有力的支持。相信在未来,石墨烯与亿鑫丰合力爆破纳米材料分散机的完美结合,将为新能源汽车行业的发展带来新的突破,推动新能源汽车迈向更加辉煌的未来。