近來(lái)三星開(kāi)發(fā)出石墨烯電池的新聞?dòng)忠淮我司W(wǎng)絡(luò),好多人都來(lái)問(wèn)我怎么樣,那今天就聊聊這個(gè)技術(shù)。
本篇文章主要是用納米SiO2做基體,然后CVD在上面沉積長(zhǎng)出多層的石墨烯,使SiO2球變成一個(gè)個(gè)“爆米花”狀的芯部為SiO,表面為一層層石墨烯的復(fù)合材料,他們將其命名為石墨烯球——Graphene Ball。然后該球在文章中,他們主要探索了兩種用法:一為復(fù)合于NMC正極材料表面做導(dǎo)電極,可以降低傳統(tǒng)導(dǎo)電碳的用量,從而提高正極塊材的最終體積能量密度,二是經(jīng)鋰化處理后直接用作負(fù)極材料,仍然沒(méi)有脫離大家對(duì)于石墨烯用于鋰電池的一般認(rèn)識(shí):導(dǎo)電劑與活性材料。
而在此時(shí)問(wèn)題就來(lái)了,石墨烯是該復(fù)合材料球中的一部分,然后在整體電池中使用量并不高,以石墨烯來(lái)命名該電池是不合適的。而且你們看一下韓國(guó)人怎么起的名:“石墨烯球用于鋰電(達(dá)成)快速和高體積能量密度”。
PART I 先說(shuō)當(dāng)導(dǎo)電劑
通過(guò)制備石墨烯球,該文制備了石墨烯球GB,可以實(shí)現(xiàn)很低的添加量達(dá)成良好的導(dǎo)電效果,因此其正極配方可以變?yōu)椋?7 wt% NCM active material, 0.5 wt% super P, 1.0 wt% GB, and 1.5 wt% polymeric binder,而傳統(tǒng)上漿料中NCM的占比一般為92%。因?yàn)閷?dǎo)電碳材料用量的變少,可以使該部分的體積能量密度提高33%左右,使得最終的電池能量密度達(dá)到800WH/L,而目前的三元電池600~700WH/L的居多。這應(yīng)該是其比較重要的貢獻(xiàn):即讓石墨烯導(dǎo)電劑達(dá)到了實(shí)用化,克服了能量密度方面的問(wèn)題。
作者也給出了該體系改性后的三元鋰電循環(huán)性能、高溫性能方面的改善,文章里都有圖,我就不展開(kāi)講了。
然而:
1) CVD做導(dǎo)電劑成本有多高?我實(shí)在不想每次都拿這說(shuō)事,但是不說(shuō)也不行啊。
2) SP圖11中,作為對(duì)照樣的傳統(tǒng)NCM性能差成這樣。。。 5C不到60?
PART II 再說(shuō)做負(fù)極
石墨烯當(dāng)然理論上是可以做負(fù)極的,實(shí)際上嘛,也不是不能做。本文中,作者把合成的GB直接拿來(lái)做負(fù)極了,這樣做了一個(gè)NCM-GB(正極導(dǎo)電極)/GB(負(fù)極)的石墨烯占比很高的全電池,綜合性能是不錯(cuò),大家有興趣可以看看。
不過(guò)問(wèn)題在于:這樣的一個(gè)全電池有點(diǎn)為了石墨烯而石墨烯,即就是為了把石墨烯用上,把其它幾個(gè)關(guān)鍵因素仍然犧牲了不少。
作者自己都老實(shí)給出了石墨烯球GB需要鋰化解決首次效率的問(wèn)題,真實(shí)用起來(lái),石墨烯球成本一定很高,還需要鋰化,那。。。我為什么不用便宜的石墨,不用容量可能更高的硅呢?
PART III 沒(méi)完
本來(lái)不想寫(xiě)的這么尖銳,然而仔細(xì)看了文章后,還是感覺(jué)不吐不快。
大家可以看看本文作者給出的NCM復(fù)合GB/不復(fù)合GB的0.1C和1C首周充放電曲線。
可以看到:NCM 0.1C第一周充電,恒壓平臺(tái)不見(jiàn)了?然后放電容量高于充電容量?首次效率10X%?另外該NCM1C克容量只有150左右?是不是對(duì)照樣性能也太爛了。
再然后,為什么給出的數(shù)據(jù)都是只有放電容量的,充電容量呢?以及對(duì)于一個(gè)新的復(fù)合體系(而且大概率副反應(yīng)很大),第一周的CV為什么也沒(méi)有呢?
我不太明白,期待韓國(guó)技術(shù)人員的解答。
來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:劉冠偉
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