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    单壁碳纳米管在锂电池正负极中的应用及案例

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    • 什么是单壁碳纳米管

      单壁碳纳米管的结构可理解为将原子厚度的石墨烯卷曲成的长径圆柱,也正是因为单壁碳管的形貌特征,当添加到锂电池材料中时,单壁碳纳米管会形成三维增强的导电网络连接。


       用拉曼光谱检测单壁碳纳米管在能级缺陷碳管形态等方面的质量表征,G/D比是准确反映碳管质量的重要指标,我们提供的单壁碳管G/D>90, 与市面上供锂电池使用的导电剂对比,我们的单壁碳管的G/D比最高。


      针对正极和负极的运用,目前有两款商业化的产品分别为油系和水系。

      在之前我们有介绍过关于金属杂质,我们正负极均采用纯化后的碳管。目前,粉体金属杂质<1%,能够完好地满足客户的使用需求。

       

      单壁碳管在正极中的应用

      由于其独特的性能,单壁碳纳米管的性能优于竞争对手,并在降低电阻、能量密度、附着力以及安全性等方面对锂离子电池的性能具有明显的提升作用。采用传统的导电正极添加剂,如碳黑或多壁碳纳米管难以达到这样的效果。通过电化学阻抗谱,添加0.05% 单壁碳纳米管到锂电池配方中,电极极化阻抗明显降低。

       

      1)如将NCM 811配方中,对比不同导电添加剂的内阻,显示TUBALL™ 添加量 0.05%时, 极片内阻下降70%TUBALL™ 添加量 0.1%时,极片内阻下降90%。

       

      2) 在1.5AhNCM811/石墨软包电池中,45°C循环测试数据显示,添加单壁碳纳米管在循环过程中能有效抑制DCR增长。

       

      3)在1.5AhNCM811/石墨软包电池中,三组不同的配方在250 400 580的循环下的表现。

       

      单壁碳管在负极中的应用

      单壁碳纳米管包覆硅颗粒表面并在硅颗粒之间建立高导电和持久的连接。通过致密、长程、导电和强韧的连接。

       

      即使硅负极颗粒体积膨胀并产生裂缝,单壁碳纳米管能够在硅颗粒膨胀时依然保持持久的导电网络通道。这种机制可以防止负极过早失效单壁碳纳米管有助于将电池使用寿命延长到符合电动汽车制造商的严格要求。

      1)单壁碳纳米管在硅负极的应用,高循环寿命的最佳解决方案。添加单壁碳纳米管的电池,700周循环后,其容量保持率保持在90%以上,1000个循环后,仍旧可保持在80%以上。

       

      2)在石墨负极中的电化学阻抗谱显示,和1%导电炭黑相比,TUBALL™ 单壁碳纳米管的导电性能也十分优越。

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