ご存知のように、LFP、NCM、LCO、シリコン-酸素材料のいずれであっても、導電率は非常に悪いです。以前に使用されていたカーボンブラックまたはグラファイト導電剤は、もはや内部抵抗のためのリチウム電池の要件を満たすことができません。したがって、バッテリーの内部抵抗をさらに下げ、バッテリーの性能を向上させる方法を考えていますか?
正电极導電剤としてグラフェンとカーボンナノチューブを試し始めましたが、その効果は非常に良好でしたが、これにより、リチウム電池におけるグラフェンとカーボンナノチューブの大規模な用途が開かれました。負極の水性単層カーボンチューブスラリーも、過去2年間でシリコン負極に導入されました。
正電極へのグラフェン導電性ペーストの適用
グラフェン正電極材料は、LFP正電極で最初に使用されました。研究によると、LFP正電極中のグラフェンは、正電極の圧縮密度、バッテリーの低温性能、および電子伝導率を改善できます。しかし、それはイオン伝導率に一定の影響を及ぼします。一部の学者は、大面積のグラフェンシートが、レート充電および放電中にリチウムイオンの挿入および抽出をある程度妨げる可能性があると説明しています。グラフェン、アセチレンブラックまたはカーボンナノチューブ導電剤を混合して、それぞれの強度を十分に発揮させることが一般に好ましい。NCMまたはNCA正の電極では、カーボンナノチューブとカーボンブラック複合導電剤を使用することが一般的に好ましい。
カーボンナノチューブ導電性スラリーの電池への応用
カーボンナノチューブには、高アスペクト比、良好な導電性、そして活性材料とのよりよい接触。現在、リチウム電池に広く使用されています。カーボンチューブとグラフェンの違いは、活性材料との接触点が異なることです。グラフェンは厚さが大きいため正極材料と完全に接触することはできませんが、炭素管は活性材料との多点接触を実現できます。一般に、カーボンチューブはカーボンブラック導電剤と配合され、正極に添加されます。さまざまな性能は純粋なカーボン管のそれらよりよいです。
シリコン負極における単層カーボンナノチューブ水溶液スラリーの適用
ご存知のとおり、シリコン負極材料は高い比容量を持っていますが、充電中および放電中に膨張する可能性が高くなります。リチウム電池のエネルギー密度を向上させるためには、シリコン負極を使用する必要があります。人々は、負極バインダーとカーボンコーティングシリコンを再開発することにより、その拡大を抑制します。しかし、この問題はまだ解決できません。単層カーボンナノチューブ水性スラリーが発売された後、国内のパワーバッテリー会社は、シリコンの拡大をさらに抑制するために、カーボンナノチューブの超高機械的特性の利点を利用しようとし始めました。準備されたバッテリーサイクルの性能から判断すると、単層カーボンチューブとカーボンブラックを導電性剤として使用するソリューションは、単に多層カーボンチューブやカーボンブラックを使用するよりも優れています。
単層カーボンナノチューブ水性スラリーは、外国の炭素管メーカーによって最初に開発され、その薬剤によって促進されました。2つの新しいスラリー分散プラントが中国に建設されました。チューブの直径は2nm未満に达することができ、アスペクト比は国内の多壁カーボンチューブよりも大きい。しかし、非常に大きな固有表面積のために、カーボンチューブの濃度は1% 未満にしか上げることができず、価格は比較的高価です。ただし、シリコン負極での実際の使用量は1 ‰ 未満であるため、バッテリーセルのコストにほとんど影響を与えません。そしてそれは今国内のパワーバッテリー工場のバッチで使用されています。
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