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石墨烯导电浆料生产线

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石墨烯导电浆料生产线


石墨烯导电浆料生产线

  石墨烯是目前发现的电阻率最小的材料,只有10-8 Ω·m;常温下电子迁移率高达15000 cm2/V·s,超过碳纳米管,因而是一种优异的导电剂。在锂离子电池中,用石墨烯粉体代替常规的导电炭黑(如 super  

 P)和碳纳米管作为导电剂,会显著的提升锂离子电池的倍率性能和循环寿命等,同时,石墨烯超高的导热性能还有利于电池的散热。石墨烯作为锂离子电池的导电剂,除了具有优异的导电性能之外,还要求纯度高,无杂原子,分散均匀,批次一致性好等。公司根据锂离子电池对石墨烯导电浆料的特殊要求,开发出了电弧法石墨烯导电浆料产品。该项目的工艺路线包括两部分:

  (1)首先利用电弧放电技术制备高碳含量和零含氧量的高导电性纳米尺度的石墨烯粉体材料;

  (2)利用“超声 - 乳化”循环技术将石墨烯粉体材料分散在NMP或水等溶剂中,获得锂离子电池专用的导电浆料。

  1、石墨烯粉体制备工艺简单,原材料来源广泛。石墨烯的制备采用电弧放电技术(物理法),即在还原性气氛和负压条件下,在两个碳棒(阳极和阴极)之间施加大电流,形成等离子电弧放电;阳极碳棒在电弧放电产生的高温下气化,气态物在运动到放电室内壁的过程中,经过系列化学物理过程形成石墨烯粉体材料。该技术实现了从碳源到石墨烯的一步法绿色制备,制备过程无污染物排放。

  2、电弧法石墨烯粉体材料导电性能及在电极中形成导电网络的性能优异。石墨烯作为锂离子电池的导电剂,要求在电极的制备过程中,能与电极材料充分接触,形成良好的导电网络,才能发挥石墨烯高导电性的优势;电弧法制备石墨烯,首先是在还原性气氛(氢气+氦气)中由气态碳原子生长而成,其含碳量在99.5%以上,从而保证了不会对锂离子电池性能产生不良影响;其次,石墨烯的导电性高,其电导率在1000 S/m以上,远高于氧化还原石墨烯的导电性;第三,石墨烯的片层尺寸小(~200纳米以下),因此,在电极的制备过程中,能够很好的包覆于微米级的电极材料表面,以及电极材料颗粒堆积形成的空隙中,从而构成良好的导电网络,显著提高电极的导电性。

  3、石墨烯分散工艺简单无污染,浆料组成调节灵活,可按用户要求实现定制式生产。同时,既可以生产有机系导电浆料,也可以生产水系导电浆料,灵活方便,这是液相剥离法制备石墨烯导电浆料难以具备的优点。

  4、整个导电浆料的制备过程实现零排放。工艺流程短、产品质量可靠,批次稳定性好,不会因原材料(如天然石墨的产地、提纯工艺等)变化而导致产品一致性差,这是以天然石墨为原料的液相剥离技术所不具有的优点。批次稳定性是电池生产商非常关注的问题。


主要作用:

  1、降低电池内阻,提升电池倍率充放电性能和循环寿命

  2、减少导电剂用量,提升电池能量密度。

  3、提高极片压实密度,改善极片机械加工性能

  4、抑制电池在充电过程中的升温,提高电池安全性。

  5、分散性良好,与现有电池工艺兼容性好,可直接添加,试用于各类型正负极极片。 


相关标签:石墨烯粉体

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