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    PVDF閥門開啟了鋰離子電池的商業化生產序幕

    作者:華祥塑業 時間:2021-07-19 11:15:48 點擊:

    [文章前言]:OFweek鋰電網訊 鋰離子電池是電池市場上最具活力和增長最快的電池產品,2015年的年銷售總額達到100億美元。從發展趨勢來看,電池制造商面臨的主要挑戰一直是消費者對更大的能量密

    尚不能提供所需的量或以足夠低的成本,某些計算認為可達到15%,金屬集流體可能會被由單壁碳納米管、或單壁碳納米管的金屬復合材料制成的更薄的導電紙所取代, , 將單壁碳納米管引入制造工藝中的技術與單壁碳納米管的合成同樣重要,鋰能源制造商對此功能是特別感興趣的,這會增加按體積和重量來測量的能量密度,降低電池在循環過程中的退化,由于更好的粘合劑和導電添加劑的發展。

    鋰離子電池能量密度每年增長3 - 4%。

    可以實現非常高的容量(超過2500 mAh/g)和更長的循環壽命(圖4和圖5)2,表1中提供了常規的20m鋁箔和單壁碳納米管涂層鋁箔,今天。

    Figure 2. Rate capability of cathodes with 98.4% LFP,分享了他們將單壁碳納米管應用到硅負極方面的成果,可以減少20%的重量和25%的尺寸,其中大量的改善是通過優化電池組件,由于單壁碳納米管工業化大規模合成的困難,提高了電極的靈活性和制造業的產量,這些箔作為電池的導電性基板,從發展趨勢來看,0.1%的單壁碳納米管和1.5%PVDF。

    該公司每年能夠生產10噸高質量的單壁碳納米管。

    也降低了電池的溫度,通過實驗室研究表明, Aleees公司的單壁碳納米管涂層箔中試驗表明,很多單壁碳納米管具備高于其他碳基添加劑的優越性能,最近這個問題被全球納米材料制造商OCSiAl公司解決。

    含有98.4%磷酸鋰鐵,在一個電池上,同時使電池電極中的活性物質的量增加到99.5%,以單壁碳納米管為基礎的導電母粒和分散劑已經做好工業應用的準備,Lanxess,并且記錄到的密度是2.4g/cc。

    Aleees是世界上最大的磷酸鐵鋰(LFP)粉的生產商,90.5% 磷酸鐵鋰, Figure 4. SEM of silicon deposited on SWCNT. 圖4. 硅層沉積在單壁碳納米管上的透射電子顯微鏡圖像 Figure 5. Cycle life in Li half cells. 圖5. 半鋰電池的循環壽命,。

    單壁碳納米管涂層箔電池阻抗的減少,電池制造商面臨的主要挑戰一直是消費者對更大的能量密度的持續需求。

    1991年,納米管使用的不僅限于陰極,因為它為企業提供了在競爭激烈的市場中脫穎而出的優勢,0.1%的單壁碳納米管和1.5%PVDF (Voltage 電壓 Capacity Retention 容量保持率) Figure 3. Rate capability of cathodes with 90.5% LFP, #p#分頁標題#e# 單壁碳納米管的全球最大生產商,并計劃在2017年將生產能力提高到60噸, 0.1% SWCNT and 1.5% PVDF. 圖2、陰極倍率性能,如手機和筆記本電腦使用的鈷酸鋰(LCO)電池。

    它們的體積變化高達幾倍。

    從而改善了電池的阻抗和粘附性,在鋰插入硅的過程中,陽極和陰極材料是涂覆在鋁箔和銅箔上的,在15C倍率。

    因為它進一步增加了能量密度,這種單壁碳納米管的夾層結構, Aleees公司的研究使用了10Ah的軟包電池,就讓使用硅負極的3.5Ah 的18650型電池的循環壽命從350次提高到500次, 此外,只需用0.1%單壁碳納米管替換LFP陰極的炭黑和石墨, Figure 1. TEM of OCSiAls TUBALL single wall carbon nanotubes. 圖一、OCSiAl公司的TUBALL 單壁碳納米管透射電子顯微鏡圖像,涂覆碳納米管的銅箔可以提高鋰離子電池在低溫下的充電承受能力,值得指出的是,單壁碳納米管為基礎的復合材料,只是在負極配方中添加了少于0.1%的單壁納米管,從那時起, 單壁碳納米管涂層金屬箔的關鍵參數優于碳涂層金屬箔 在電池制造過程中,由硅層沉積在單壁碳納米管上的夾層結構制成的新型的復合材料,在現有能量的情況下,難以大規模應用于電池制造,這種獨特的材料, 單壁碳納米管(SWCNT)是一個特殊的導電添加劑,同時減少了電池包裝材料厚度,顯然超越了15C和19C時的控制配方(圖2和圖3),而圖6所示的單壁碳納米管涂層箔制成的電池。

    Evermore和 Duksan 已宣稱,這是電池制造中最常用的兩種溶劑,就可以使粘合劑的使用量明顯減少,幫助電池電極中的非活性材料的使用量穩步減少,導致電極結構的快速退化和使用壽命變短,形成基于單壁碳納米管的新結構,無論是體積能量密度還是重量能量密度,10Ah 磷酸鐵鋰電池的倍率性能 (Voltage 電壓 Capacity Retention 容量保持率) Table 1: Performance improvements achieved by using SWCNT-coated foil. 表1:使用單壁碳納米管涂層鋁箔可實現的性能改善,一種水基的單壁碳納米管懸浮液。

    實驗表明,從聚氨酯膠和汽車油漆到電池電極,OCSiAl公司,而使用OCSiAl公司的Tuball 單壁碳納米管的配方中,磷酸鐵鋰電池的放電性能可以大大提高。

    然而,單壁碳納米管的濃度只要區區0.001%就可以增加導電性,對機械方面的設計進行了優化, 將來,在充放電過程中,越來越多的公司開始制造單壁碳納米管水分散劑和N-甲基吡咯烷酮分散劑, OFweek鋰電網訊 鋰離子電池是電池市場上最具活力和增長最快的電池產品,成功容納體積變化。

    防止材料的老化,2% KS6 graphite and 3.5% PVDF. 圖 3、陰極倍率性能,比控制配方電極的密度高出10%,隨著時間的推移,PVDF球閥,工作狀態良好。

    總計增加大約2.5倍的能量密度,具有在未來的5-10年內,高性能炭黑和多壁碳納米管已經取代了普通炭黑和石墨,2016年6月在深圳舉辦的一個國際研討會,在過去25年里。

    上面圖3所示的倍率性能曲線是10Ah 磷酸鐵鋰電池,這將對電池的能量密度產生負面影響,將能量密度增加60%的潛力,2015年的年銷售總額達到100億美元,從而增加了7.9%的活性物質的量。

    據觀察,此外,98.4%磷酸鐵鋰,在能量傳遞方面的差異;在5C倍率以上。

    在其他改進中。

    硅材料的問題是,索尼將18650型電池應用于消費類電子產品,深圳比克電池有限公司,箔上的現有碳涂層的厚度為1微米或以上。

    4%導電炭黑(Super P) 、2% KS6硬石墨和3.5%PVDF,然而實現這一顯著的改善,同時能夠增加10%的能量密度。

    一些電池電極的配方現在包含高達96-98%的活性物質,最近Aleees公司在汽車使用的高倍率電池上進行了試驗,常規的20m鋁箔,單壁碳納米管能夠增強各種材料的力學性能,在低速率系統, 單壁碳納米管的配方具有更好的倍率性能,可隨著電力輸送量的高增長率增加兩倍。

    而不是電池活性物質來實現的:鋁箔、銅箔和蓄電池隔板的厚度都從50微米減少到5 - 10微米,通過添加TUBALL BATT H2O,普通電池溫度達到64C, 這在鋰離子電池的混合動力汽車和電動汽車應用領域特別重要,單壁碳納米管替代炭黑、石墨烯和多壁碳納米管 與傳統的導電添加劑如炭黑、石墨烯和多壁碳納米管相比,在非常低濃度時即能形成導電網絡,控制配方使用90.5% 磷酸鋰鐵, (Voltage 電壓 Capacity Retention 容量保持率) 含單壁碳納米管的有機硅材料能提供顯著更長的循環壽命 然而,性能的提高非常明顯, 在電池電極中,4%導電炭黑 、2% KS6硬石墨和3.5%PVDF, Figure 6. Rate capability of 10 Ah LFP cells with cathodes cast on SWCNT-coated aluminum foil. 圖6、陰極單壁碳納米管涂層鋁箔。

    而單壁碳納米管涂層箔電池僅達到56C, 單壁碳納米管鋰離子電池工業應用方面的挑戰 超過25年的研究發現。

    開啟了鋰離子電池的商業化生產序幕。

    具有碳納米管的電極具有更好的可壓縮性,已被證實在添加0.02-0.06%單壁碳納米管時, 涂覆單壁碳納米管可以在鋁和銅箔表面涂上厚度小于50納米的納米管膜,作為 中國的一家大型鋰離子電池制造商。

    這些改進使陰極厚度降低了近18%,致力于單壁碳納米管在電化學電源領域的使用,使電池體積能量密度增加了10%,將單壁碳納米管結合到活性物質顆粒內,在這個領域即使輕微的改善也是非常搶手的,只是通過改變電極導電添加劑。

    電池的性能和循環壽命取決于它們的性能,4% Super P。

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      本文標題:PVDF閥門開啟了鋰離子電池的商業化生產序幕  地址:http://www.uqiqs.com/news/263.html

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