钜大LARGE | 点击量:1939次 | 2021年03月25日
石墨烯锂离子电池的原理是什么?
石墨烯锂离子电池原理
石墨烯,是由碳原子组成的单原子层平面薄膜,厚度仅为0.34纳米,单层厚度相当于头发丝直径的十五万分之一。是目前世界上已知的最轻薄、最坚硬的纳米材料,透光性好,能折叠。自问世以来,就因为其强大的导电性能被看做革命性的储能材料,按照新国标检测,其循环寿命达4000次以上,使用温度范围从零下30摄氏度至零上70摄氏度。在保证一定续驶里程的基础上,可实现大电流快速充电和超长的循环使用寿命。
铜离子具有双重正电荷,穿过溶液的速度约每秒300米,因为溶液在室温下的热能量。当锂离子猛烈撞入石墨烯带时,碰撞会出现足够的能量,使不在原位的电子离开石墨烯。电子有两种选择:可以离开石墨烯带,和铜离子结合,也可以穿过石墨烯,进入电路。
流动的电子在石墨烯中更快,超过它穿过溶液的速度,所以电子自然会选择路径,穿过电路。释放的电子更倾向于穿过石墨烯表面,而不是进入电解液。设备就是这样出现电压的。
石墨烯锂离子电池正负极材料方面的优势
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
1)石墨烯具有超大的比表面积(2630m2/g),可降低锂离子电池极化,从而减少因极化造成的能量损失。
2)石墨烯具有优良的导电和导热特性,即具备良好的电子传输通道和稳定性。
3)石墨烯片层的尺度在微纳米量级,远小于体相石墨的,这使得Li+在石墨烯片层之间的扩散路径缩短;片层间距的增大也有利于Li+的扩散传输,有利于锂离子电池功率性能的提高。
上一篇:新型锂离子电池有什么种类?
下一篇:全固态二次锂离子电池有什么优点?