Graphene có tính dẫn điện tuyệt vời, diện tích bề mặt riêng lớn và tính ổn định hóa học tốt, khiến nó trở thành vật liệu điện cực lý tưởng cho pin lithium-ion. Graphene là một lớp nguyên tử carbon có cấu trúc lưới lục giác. Graphen
Cấu trúc điện tử của các nguyên tử carbon tương tự như cấu trúc của than chì. Do lai hóa sp2 mạnh nên nó có tính dẫn điện rất tốt. Nó là loại mỏng nhất được biết đến trên thế giới nhưng có độ bền và độ cứng cao nhất, vật liệu kết tinh gần như hoàn toàn trong suốt, độ bền ở trạng thái lý tưởng gấp khoảng 20 lần so với thép. Độ dẫn nhiệt của graphene cao tới 5300 W/(m·K), cao hơn so với ống nano carbon và kim cương. Ở nhiệt độ phòng, độ linh động điện tử của nó cao hơn các ống nano carbon và silicon thông thường, lên tới 15000 cm2
/(V·s) trở lên; đồng thời, nó hiện là vật liệu có trở kháng thấp nhất trên thế giới, với điện trở suất chỉ 10-6Ω·m. Graphene đã được sử dụng rộng rãi trong pin lithium-ion do tính di động điện tử tuyệt vời và trở kháng cực thấp của nó
1 Ứng dụng trong vật liệu anode
Điện cực âm của pin lithium ion chủ yếu được sử dụng làm phần chính của bộ lưu trữ lithium, phù hợp cho
Hiệu suất của pin đóng một vai trò quyết định. Thông thường bằng cách đánh giá xem vật liệu điện cực âm có kênh truyền ion lithium và kênh truyền điện tử tốt hay không để xác định ưu và nhược điểm của nó. Graphene không chỉ có khả năng cung cấp các kênh truyền điện tử tốt mà còn có khả năng truyền ion lithium tuyệt vời
hiệu suất. Graphene không chỉ có tính dẫn điện tuyệt vời mà khoảng cách giữa các lớp của graphene rất nhỏ, chỉ ở cấp độ micro-nano, khiến đường khuếch tán của các ion lithium ngắn hơn; sự kết hợp của các ion graphene và lithium là tổng thể bên ngoài của graphene. Bề mặt được thực hiện cùng một lúc, do đó cải thiện hiệu suất truyền dẫn.
Graphen xốp được điều chế bằng phản ứng thủy nhiệt của oxit than chì và ăn mòn kiềm mạnh.
Và tốc độ 10 C, dung lượng xả của nó có thể đạt tới 2207 mAh/g,
220 mAh/g và 147 mAh/g, sau khi xả ở tốc độ 10 C và quay vòng 40 lần ở tốc độ xả 0,5 C, dung lượng cụ thể vẫn cao tới 672 mAh/g. Từ dữ liệu trên, có thể thấy rằng bảng graphene
Triển lãm hiệu suất chu kỳ tuyệt vời.
Graphene được điều chế bằng phương pháp oxi hóa-khử, và
Áp dụng nó vào vật liệu điện cực âm của pin lithium-ion, dữ liệu thực nghiệm cho thấy dung lượng cụ thể của chu kỳ đầu tiên được cải thiện đáng kể và giá trị dung lượng cụ thể có thể đạt tới 540 mAh/g. Do diện tích bề mặt riêng lớn, tính chất điện tuyệt vời và tính chất hóa học ổn định, graphene đã được sử dụng rộng rãi trong vật liệu điện cực âm của pin lithium ion. Graphene không chỉ có lớp chèn lithium xen kẽ giống như than chì, mà còn do diện tích bề mặt khổng lồ của nó, các ion lithium có thể được chèn vào cả hai đầu của tấm graphene, điều này làm tăng đáng kể công suất cụ thể của graphene. Giá trị lý thuyết có thể đạt đến hai cấp độ của vật liệu than chì truyền thống. lần 
2 Ứng dụng trong vật liệu catốt
Nghiên cứu trong những năm gần đây đã phát hiện ra rằng graphene không chỉ có hiệu suất tuyệt vời trong việc ứng dụng vật liệu điện cực âm cho pin lithium-ion, nó còn có hiệu suất tuyệt vời trong môi trường hai chiều cao.
Nó có cấu trúc đặc biệt trên diện tích bề mặt cụ thể và được sử dụng trong pin lithium-ion
Trong vật liệu cực âm. Tính năng này của graphene cải thiện hơn nữa khả năng vận chuyển điện tử, do đó cải thiện độ dẫn điện của vật liệu catốt.
Cải tiến toàn diện và nâng cao khả năng truyền tải của các ion lithium. Mật độ năng lượng của pin lithium-ion được xác định bởi mật độ năng lượng của vật liệu cực âm. Do đó, vật liệu cực âm là một thành phần duy nhất của pin lithium-ion.
Một phần rất quan trọng của đồng nhân dân tệ. Nghiên cứu hiện tại cho thấy rằng vật liệu catốt composite được hình thành bởi sự kết hợp của graphene và LiFePO4, LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 và LiMn2O4 có thể cải thiện hiệu suất điện hóa của vật liệu.
LiFePO4 loại Olivine là vật liệu cực âm được sử dụng rộng rãi cho pin lithium-ion. Dung lượng cụ thể theo lý thuyết của nó là 170 mAh/g. Tuy nhiên, các vấn đề như độ dẫn điện tử thấp và khuếch tán ion lithium hạn chế ứng dụng của nó trong các ứng dụng tốc độ cao. Sau khi kết hợp nó với graphene, graphene bao bọc hoàn toàn bề mặt của LiFePO4 và sử dụng cấu trúc dẫn điện dạng lưới cứng trong graphene để duy trì tính dẫn điện, nhờ đó cải thiện toàn bộ bề mặt.
Độ dẫn điện của vật liệu.
3 Chất dẫn điện dựa trên graphene
Hiện nay, chất dẫn điện được sử dụng phổ biến nhất trong pin lithium ion là chất dẫn điện
Than chì, muội than dẫn điện và chất dẫn điện mới. Than chì dẫn điện về cơ bản là than chì nhân tạo; carbon đen dẫn điện chủ yếu sử dụng chất hữu cơ (khí tự nhiên, dầu nặng
v.v.) Nó thu được bằng cách đốt cháy không hoàn toàn hoặc phân hủy nhiệt, được sử dụng nhiều nhất
Một loạt các chất dẫn điện; các chất dẫn điện mới bao gồm sợi carbon (VGCF), ống nano carbon (CNT), v.v... hoặc hỗn hợp các chất dẫn điện trên [9]. Do tính dẫn điện tử cao và điện trở thấp, graphene có thể được sử dụng làm chất dẫn điện trong pin lithium-ion để cải thiện chu kỳ và tăng tốc độ chèn lithium của các ion lithium một cách hiệu quả. Ngoài ra, do pha tinh thể graphene
Các electron chuyển động tự do và kích thước hạt siêu mỏng, và "mặt
Phương pháp tiếp xúc “điểm” làm cho độ dẫn bột của graphene cao tới
gấp 100 lần so với muội than dẫn điện. Do đó, tác nhân dẫn điện graphene khác với truyền thống
So với chất dẫn điện, nó có lợi thế rõ ràng về độ phóng điện và độ dẫn điện. 3 Tóm tắt và triển vọng
Graphene được sử dụng rộng rãi trong pin lithium-ion do tính chất hóa học ổn định, diện tích bề mặt riêng lớn và tính dẫn điện tuyệt vời của nó. Để giảm bớt các vấn đề về môi trường, phương tiện năng lượng mới có thể trở thành xu hướng chính trong việc phát triển các công cụ vận tải trong tương lai, nhưng hiện tại, phương tiện năng lượng mới vẫn cần khẩn trương giải quyết các vấn đề về tăng phạm vi hành trình và sạc nhanh. Graphene như
Một loại vật liệu điện cực và chất dẫn điện mới được kỳ vọng sẽ đóng vai trò và giá trị lớn hơn trong việc ứng dụng pin lithium-ion cho các phương tiện năng lượng mới trong tương lai.
Để tìm hiểu thêm về pin Li-ion, vui lòng tham khảo https://www.junleepower.com/
