그래 핀은 흑연에서 추출한 재료이며 순수한 탄소로 구성되어 있으며, 이는 자연에서 가장 중요한 요소 중 하나 .입니다.그래 핀 옥사이드 분말, 새로운 유형의 재료로서, 리튬 배터리, 리튬-설파 배터리, 공기 배터리, 수소 저장 및 슈퍼 카파 시터 . 그래 핀과 같은 에너지 저장 필드에서는 뛰어난 전자적 인 전자 가능성을 가지고 있습니다. . 그래 핀은 매우 높은 전자 이동성, 특정 표면적, 인경성 및 우수한 유연성을 보유하고 있습니다 (2}}는 에너지 및 전력을 향상시킬 수있을뿐만 아니라, 에너지 및 전력을 향상시킬 수는 없습니다. 리튬 저장 용량과 더 나은 빠른 충전 성능이지만 솔리드 스테이트 배터리의 견고한 고체 인터페이스 기술 문제를 극복하는 데 도움이됩니다 .
1. 그래 핀 구조 및 특성
그래 핀은 탄소 원자로 구성된 2 차원 나노 재료이며, honeycomb . . graphene의 CC 결합 길이는 0 . 141 nm이며 이론적 밀도는 대략 0 . 77 Mg/m²입니다. 그래 핀의 두께는 단일 탄소 원자의 직경 일뿐입니다.
탄소 원자는 SP² 방식으로 혼성화에 참여하여 전자가 층 사이에 부드럽게 전이 될 수있게합니다. .
따라서, 그래 핀은 전기 전도성이 우수하며 현재 가장 낮은 저항이있는 재료 . 이것이 배터리 분야에서 그래 핀이 넓은 전망을 가진 이유 중 하나입니다. ..
그래 핀 배터리의 기본 작업 원리는 전통적인 리튬 이온 배터리의 기본 원리와 유사하며 전극 재료의 사용에 주요 차이가 있습니다 .
그래 핀 배터리에서 전극은 전형적으로 그래 핀 기반 복합 재료로 만들어져 배터리가 더 높은 전기 전도도와 더 빠른 이온 전송 속도 .을 가질 수있게합니다.그래 핀의 높은 표면적은보다 활성 부위를 제공하여 더 많은 충전을 저장하고 배터리의 에너지 밀도를 증가시킬 수 있습니다 ..
그래 핀 재료는 우수한 열 전도도 . 단일 층 재료의 이론적 실온 온도 열전도율이 3000-5000 w/(m · k) .에 도달 할 수 있습니다.
그래 핀 재료는 우수한 기계적 특성을 가지며 매우 높은 인성 및 강도를 가진 재료 . 유연한 전극 재료를 개발하고 연구하는 데 사용될 수 있습니다 ..
2. 배터리 응용 분야에서 그래 핀의 장점
2.1 초고 전기 전도도
그래 핀의 전자 이동성은 매우 높기 때문에 전자가 재료 내에서 빠르게 이동할 수있게함으로써 배터리의 충전 속도가 크게 증가하여 . 관련 데이터에 따르면 그래 핀 배터리의 충전 속도는 기존 리튬 배터리의 5 ~ 10 배에 도달 할 수 있습니다. ..
2.2. 향상된 에너지 밀도
그래 핀의 원자 구조는 더 큰 표면적과 전기 화학 활동을 허용하여 배터리가 더 많은 에너지를 저장하고 배터리의 전체 에너지 밀도를 높이는 데 도움이됩니다 .
2.3. 열 안정성 향상
그래 핀의 우수한 열전도율은 충전 및 방전 중에 배터리의 열 관리에 도움이되므로 열 런 어웨이 사건을 줄이고 배터리의 안전성을 향상시킬 수 있습니다 .
2.4. 환경 친 화성
그래 핀은 전통적인 배터리 재료의 생산 방법에 비해 환경 친화적 인 화학 증기 증착과 같은 방법을 통해 대량 생산 될 수 있습니다. .
3.리튬 이온 배터리에서 그래 핀의 적용
3.1 그래 핀 음성 전극 재료
그래 핀은 음성 전극 재료로 직접 사용됩니다
그래 핀은 전기 전도성이 우수하지만 2 차원 현미경 구조의 스택 경향은 독립적 인 그래 핀 전극 재료에 대한 불만족스러운 연구로 이어진다 . 주요 증상은 배터리의 속도 성능이 좋지 않고 낮은 사이클 효율 등입니다 ..
그래 핀 복합 음성 전극 재료
현재, 주요 그래 핀 음성 전극 복합 재료는 전이 금속 산화물/그래 핀 복합 재료 및 그래 핀-수정 실리콘 기반 재료 등을 포함한다. . 이러한 유형의 복합 재료의 연구 방향은 전도성 특성을 활용하여 그래 핀 재료의 구조적 특성을 사용하여 그래 핀 재료를 사용하여, 이온-이온 전송을 개선하고, 이식의 성능을 향상시킨다. 원료의 결함과 단점에 대한 보상 .
3.2. 그래 핀 전도제
전도제 물질의 기본 기능은 전극의 활성 입자 사이에 빠른 이온 전송 채널을 확립하여 전자 전송 속도를 증가시키는 것입니다. . 탄소 기반 재료는 가벼운 중량, 높은 전도도, 높은 열 전도도 및 우수한 화학적 안정성의 장점을 갖는 것입니다. 탄소 기반 재료의 전도성 흑연 및 전도성 탄소 검은 색은 더 이상 시장 요구를 충족시킬 수 없습니다 . 새로운 전도제 에이전트의 연구 및 개발은 필수적입니다. .
- 그래 핀 단층 전도제
2 차원 나노 물질로서 그래 핀은 탁월한 전기 전도도 . 그래 핀을 나타내는 넓은 표면적이 양의 전극 입자의 표면에 부착되고 서로 interweaves가 서로 팽팽하게되어 거대한 고속 전도성 네트워크 {. 이는 리튬 이온의 마이그레이션 속도를 효과적으로 증가시킬 수있다.
저율 충전 및 배출 배터리의 경우, 그래 핀의 양이 증가함에 따라, 배출 특성 용량이 먼저 증가한 다음 상용 전도제에 비해 .를 감소시켜 소량의 그래 핀을 추가하면 양호한 전도 효과를 달성 할 수 있으며 배터리 성능은 또한. 이에 따라 개선 될 때. 이에 따라 개선 될 때.. 기존 전도제 .
- 그래 핀 및 카본 블랙 복합 전도제
그래 핀과 카본 블랙이 합성 전도제 물질을 형성하기 위해 결합되면, 많은 2 차원 흑연 시트가 원래 네트워크 카본 블랙 구조 . 주위에 균일하게 포장됩니다 . 시트 사이의 간격은 탄소 검은 색으로 채워져 프레임 워크 구조 .
협력 전도를 통해 포인트의 원래 2 차원 전도는 . 지점에서 3 차원 전도로 변환되며, 동시에 그래 핀 스태킹 및 응집 문제가 해결되고 구조적 안정성 및 전도 효율이 향상됩니다. ..
- 그래 핀 및 탄소 나노 튜브 복합 전도성 첨가제
그래 핀/탄소 나노 튜브가 리튬 이온 배터리 재료에 전도성 첨가제로 첨가 될 때,이 둘은 3 차원 전도성 사이트 네트워크 .를 형성 할 수 있습니다.
탄소 나노 튜브는 각각의 그래 핀 시트 층을 통과하여 원래의 2 차원 전도성 공간을 변속기 채널의 3 차원 브리징 구조 .를위한 3 차원 브리징 구조로 변환합니다. 더 빠르고 매끄러운 전자 전자 경로를 제공하며, 배터리 양성 전극의 전송 효율을 크게 향상시킵니다. 탄소 나노 튜브는 그래 핀 구조의 안정성을 효과적으로 향상시켜 응집 및 축적을 방지합니다 .
4.솔리드 스테이트 배터리의 인터페이스 수정
현재 고전도 고체 전해질 .의 연구에서 상당한 진전이 이루어졌지만, 전극과 형성된 고체-고체 인터페이스의 습윤 특성은 열악하여 인터페이스 저항, 화학적 호환성 및 인터페이스 안정성에 부정적인 영향을 미칩니다 .}.
음성 전극 계면 영역에서, 3 차원 그래 핀 프레임 워크, 라미네이트 플레이트 및 중공 구체는 충전 동안 리튬 수상 돌기의 형성 및 전극의 부피 팽창을 억제 할 수있다 ..
양의 전극 인터페이스 영역에서, 그래 핀은 전극 재료 및 전해질과 결합되어 충전 전달을 개선하여 . . . . 추가로 그래 핀은 버퍼 층으로 작용하여 인터페이스 호환성을 향상시키고 배터리의 전반적인 성능을 향상시킵니다. ..
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