Как мы все знаем, будь то LFP, NCM, LCO или кремний-кислородные материалы, проводимость очень плохая. Проводящие агенты сажи или графита, которые использовались ранее, больше не могут соответствовать требованиям литиевых батарей к внутреннему сопротивлению. Поэтому мы думаем о том, как еще больше снизить внутреннее сопротивление батареи и улучшить ее характеристики?
Мы начали пробовать графеновые и углеродные нанотрубки в качестве проводящих агентов с положительным электродом, и эффект был очень хорошим, что открыло широкомасштабное применение графена и углеродных нанотрубок в литиевых батареях; Водная одностенная суспензия из углеродной трубки отрицательного электрода также была введена в кремниевый отрицательный электрод за последние два года.
Применение графеновой проводящей пасты в положительном электроде
Графеновый материал положительного электрода был впервые использован в положительном электроде LFP. Исследования показали, что графен в положительном электроде LFP может улучшить плотность уплотнения положительного электрода, низкотемпературные характеристики батареи и электронную проводимость, но он оказывает определенное влияние на ионную проводимость. Некоторые ученые объясняют, что графеновые листы большой площади могут препятствовать введению и извлечению ионов лития в определенной степени во время зарядки и разрядки. Обычно предпочтительно смешивать проводящие агенты из графена, ацетиленового сажи или углеродных нанотрубок, чтобы в полной мере использовать их соответствующие сильные стороны. Для положительных электродов NCM или NCA, как правило, предпочтительно использовать углеродные нанотрубки и композитные проводящие агенты сажи.
Применение проводящей суспензии из углеродных нанотрубок в батареях
Углеродные нанотрубки имеют преимущества высокого соотношения сторон, хорошей проводимости и лучшего контакта с активными материалами. В настоящее время они широко используются в литиевых батареях. Разница между углеродными трубками и графеном заключается в том, что они имеют разные точки контакта с активными материалами. Графен не может полностью контактировать с материалом положительного электрода из-за его большой толщины, но углеродные трубки могут достигать многоточечного контакта с активными материалами. Как правило, углеродные трубки соединяются с проводящими агентами сажи и добавляются к положительному электроду. Различные характеристики лучше, чем у трубок из чистого углерода.
Применение одностенной водной суспензии углеродных нанотрубок в кремниевом отрицательном электроде
Как мы все знаем, материалы кремниевых отрицательных электродов имеют высокую удельную емкость, но они с большей вероятностью расширяются во время зарядки и разрядки. Чтобы улучшить плотность энергии литиевых батарей, необходимо использовать кремниевые отрицательные электроды. Люди подавляют его расширение путем переразработки отрицательных электродных связующих и углеродного покрытия кремния. Но эта проблема до сих пор не может быть решена. После того, как одностенная водная суспензия из углеродных нанотрубок была запущена, отечественные аккумуляторные компании начали пытаться использовать преимущества сверхвысоких механических свойств углеродных нанотрубок, чтобы попытаться дополнительно подавить расширение кремния. Судя по подготовленным характеристикам цикла батареи, решение с использованием одностенных углеродных трубок и технического углерода в качестве проводящего агента лучше, чем просто использование многостенных углеродных трубок или технического углерода.
Водная суспензия из одностенных углеродных нанотрубок была впервые разработана иностранным производителем углеродных трубок и продвигается его агентом. В Китае были построены два новых завода по диспергированию шлама. Диаметр трубки может достигать менее 2 нм, а соотношение сторон больше, чем у отечественных многостенных углеродных трубок. Однако из-за очень большой удельной площади поверхности концентрация углеродных трубок может быть увеличена только до менее одного процента, а цена относительно высока. Однако, поскольку его фактическое использование в кремниевом отрицательном электроде составляет менее 1 ‰, это мало влияет на стоимость аккумуляторной батареи, и в настоящее время он используется партиями на отечественных заводах по производству аккумуляторных батарей.