在上海有色网(SMM)和上海期货交易所共同举办的2022第七届中国国际新能源大会-中国国际新能源电池高峰论坛上,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员刘立伟详细介绍了高质量石墨烯如何在储能中的应用。他分别从高质量石墨烯锂电导电浆料、石墨烯水性LFP锂电导电浆料应用、新的石墨烯集流体涂层应用、LFP、LMFP包覆材料应用以及石墨烯功能涂层(散热、防腐)应用等几个方面阐述。
石墨烯是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料,其拥有独特的二维原子结构,是碳原子以蜂窝式排列的单原子层结构。
石墨烯拥有优异的材料性能,其拥有高热导率、高力学性能、高电子迁移率以及超轻、大比表面积。
石墨烯独特能带及优异导电性能
石墨烯性能 VS 锂电性能具体对比如下:
高质量薄层石墨烯
技术优势: 独特制备技术、优异分散技术、超高纯度。如此种种让高质量薄层石墨烯质量更高、层数更薄、性能更好。
高质量石墨烯(GRF)导电剂压实密度更高、金属杂质含量低,高温存储好,能量密度高。
高质量石墨烯锂电水性导电浆料应用领域:水性LFP导电剂;硅碳负极导电剂;集流体涂层浆料;LFP、LMFP合成包覆材料。
高质量薄层石墨烯在锂电池中应用
锂电电芯石墨烯导电浆料(水性LFP、硅碳负极);锂电材料包覆材料(石墨烯-LFP, 石墨烯-LMFP);石墨烯集流体涂层浆料(水性)等方面均有应用。
高质量石墨烯作为水系LFP磷酸铁锂电池导电剂
石墨烯水性导电浆料优势:压实密度提高;能量密度提高;极片电阻降低;极片韧性增强。
新一代集流体涂层-石墨烯集流体涂层
改善电极材料和集流体界面:更薄、防腐蚀、附着力提高、界面电阻,大电流、循环性、电压一致性、温度安全性。
此外,石墨烯集流体涂层还具有高耐腐蚀性能。同时,石墨烯做石墨烯LFP、LMFP包覆材料,还可以改善电解液界面,提高压实密度,提高导电性。
高质量薄层石墨烯改善高低温性能
高温、高电压下,石墨烯导电包覆剂为LCO、高镍三元的理想选择。
石墨烯功能涂层还可用于散热、储能领域,用于通信基站的散热、防腐以及锂电池组外壳、储能系统的绝缘、导电、防腐、散热涂层应用。
总结:
新一代石墨烯水性导电剂:
提高压实密度、能量密度;增加韧性;增加循环稳定性;适用用高温、高电压时,提高安全性
新一代石墨烯涂层集流体:降低电池内阻,大倍率电流;防电解液腐蚀、增加循环稳定性;更薄、附着力更高;增加电池电压的一致性。
LFP、LMFP包覆材料:提高压实;提高导电性。