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石墨在锂离子电池中是如何发挥作用的？

2022-05-06

锂离子电池

锂离子电池的关键原料石墨的需求将会增加，有必要满足电动汽车对锂离子电池日益增长的需求。由于大型电动汽车电池需要大约25公斤(55磅)石墨来制造锂离子阳极，因此有人猜测，这种需求可能会超过供应。

石墨具有耐热性、导电性和导热性、耐腐蚀等特点，其比铝轻。除了锂离子阳极，先进石墨还被用于燃料电池、太阳能电池、半导体、led和核反应堆。生产纯度为99.99%的阳极石墨既昂贵又浪费。终的成本不是材料，而是净化过程。回收旧锂离子来回收石墨并不能解决这个问题，因为这是一个繁琐的净化过程。

对于传统的石墨阳极，锂离子聚集在阳极的外表面。石墨烯有一个更好的解决方案，即让锂离子穿过10-20nm大小的石墨烯薄片上的小孔。这确保了佳的存储区域和容易提取。一旦投入使用，估计这种电池储存的能量是传统石墨阳极锂离子电池的十倍。通过在阴极中添加钒氧化物，石墨烯进一步得到改善。据说，具有这种增强功能的实验电池可以在20秒内充电，并在1000次循环后保持90%的容量。石墨烯也在超级电容器和太阳能电池中进行测试，以提高比能量密度。

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