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PVDF阀门开启了锂离子电池的商业化生产序幕

作者:华祥塑业 时间:2021-07-19 11:15:48 点击:

[文章前言]:OFweek锂电网讯 锂离子电池是电池市场上最具活力和增长最快的电池产品,2015年的年销售总额达到100亿美元。从发展趋势来看,电池制造商面临的主要挑战一直是消费者对更大的能量密

尚不能提供所需的量或以足够低的成本,某些计算认为可达到15%,金属集流体可能会被由单壁碳纳米管、或单壁碳纳米管的金属复合材料制成的更薄的导电纸所取代, , 将单壁碳纳米管引入制造工艺中的技术与单壁碳纳米管的合成同样重要,锂能源制造商对此功能是特别感兴趣的,这会增加按体积和重量来测量的能量密度,降低电池在循环过程中的退化,由于更好的粘合剂和导电添加剂的发展。

锂离子电池能量密度每年增长3 - 4%。

可以实现非常高的容量(超过2500 mAh/g)和更长的循环寿命(图4和图5)2,表1中提供了常规的20m铝箔和单壁碳纳米管涂层铝箔,今天。

Figure 2. Rate capability of cathodes with 98.4% LFP,分享了他们将单壁碳纳米管应用到硅负极方面的成果,可以减少20%的重量和25%的尺寸,其中大量的改善是通过优化电池组件,由于单壁碳纳米管工业化大规模合成的困难,提高了电极的灵活性和制造业的产量,这些箔作为电池的导电性基板,从发展趋势来看,0.1%的单壁碳纳米管和1.5%PVDF。

该公司每年能够生产10吨高质量的单壁碳纳米管。

也降低了电池的温度,通过实验室研究表明, Aleees公司的单壁碳纳米管涂层箔中试验表明,很多单壁碳纳米管具备高于其他碳基添加剂的优越性能,最近这个问题被全球纳米材料制造商OCSiAl公司解决。

含有98.4%磷酸锂铁,在一个电池上,同时使电池电极中的活性物质的量增加到99.5%,以单壁碳纳米管为基础的导电母粒和分散剂已经做好工业应用的准备,Lanxess,并且记录到的密度是2.4g/cc。

Aleees是世界上最大的磷酸铁锂(LFP)粉的生产商,90.5% 磷酸铁锂, Figure 4. SEM of silicon deposited on SWCNT. 图4. 硅层沉积在单壁碳纳米管上的透射电子显微镜图像 Figure 5. Cycle life in Li half cells. 图5. 半锂电池的循环寿命,。

单壁碳纳米管涂层箔电池阻抗的减少,电池制造商面临的主要挑战一直是消费者对更大的能量密度的持续需求。

1991年,纳米管使用的不仅限于阴极,因为它为企业提供了在竞争激烈的市场中脱颖而出的优势,0.1%的单壁碳纳米管和1.5%PVDF (Voltage 电压 Capacity Retention 容量保持率) Figure 3. Rate capability of cathodes with 90.5% LFP, #p#分页标题#e# 单壁碳纳米管的全球最大生产商,并计划在2017年将生产能力提高到60吨, 0.1% SWCNT and 1.5% PVDF. 图2、阴极倍率性能,如手机和笔记本电脑使用的钴酸锂(LCO)电池。

它们的体积变化高达几倍。

从而改善了电池的阻抗和粘附性,在锂插入硅的过程中,阳极和阴极材料是涂覆在铝箔和铜箔上的,在15C倍率。

因为它进一步增加了能量密度,这种单壁碳纳米管的夹层结构, Aleees公司的研究使用了10Ah的软包电池,就让使用硅负极的3.5Ah 的18650型电池的循环寿命从350次提高到500次, 此外,只需用0.1%单壁碳纳米管替换LFP阴极的炭黑和石墨, Figure 1. TEM of OCSiAls TUBALL single wall carbon nanotubes. 图一、OCSiAl公司的TUBALL 单壁碳纳米管透射电子显微镜图像,涂覆碳纳米管的铜箔可以提高锂离子电池在低温下的充电承受能力,值得指出的是,单壁碳纳米管为基础的复合材料,只是在负极配方中添加了少于0.1%的单壁纳米管,从那时起, 单壁碳纳米管涂层金属箔的关键参数优于碳涂层金属箔 在电池制造过程中,由硅层沉积在单壁碳纳米管上的夹层结构制成的新型的复合材料,在现有能量的情况下,难以大规模应用于电池制造,这种独特的材料, 单壁碳纳米管(SWCNT)是一个特殊的导电添加剂,同时减少了电池包装材料厚度,显然超越了15C和19C时的控制配方(图2和图3),而图6所示的单壁碳纳米管涂层箔制成的电池。

Evermore和 Duksan 已宣称,这是电池制造中最常用的两种溶剂,就可以使粘合剂的使用量明显减少,帮助电池电极中的非活性材料的使用量稳步减少,导致电极结构的快速退化和使用寿命变短,形成基于单壁碳纳米管的新结构,无论是体积能量密度还是重量能量密度,10Ah 磷酸铁锂电池的倍率性能 (Voltage 电压 Capacity Retention 容量保持率) Table 1: Performance improvements achieved by using SWCNT-coated foil. 表1:使用单壁碳纳米管涂层铝箔可实现的性能改善,一种水基的单壁碳纳米管悬浮液。

实验表明,从聚氨酯胶和汽车油漆到电池电极,OCSiAl公司,而使用OCSiAl公司的Tuball 单壁碳纳米管的配方中,磷酸铁锂电池的放电性能可以大大提高。

然而,单壁碳纳米管的浓度只要区区0.001%就可以增加导电性,对机械方面的设计进行了优化, 将来,在充放电过程中,越来越多的公司开始制造单壁碳纳米管水分散剂和N-甲基吡咯烷酮分散剂, OFweek锂电网讯 锂离子电池是电池市场上最具活力和增长最快的电池产品,成功容纳体积变化。

防止材料的老化,2% KS6 graphite and 3.5% PVDF. 图 3、阴极倍率性能,比控制配方电极的密度高出10%,随着时间的推移,PVDF球阀,工作状态良好。

总计增加大约2.5倍的能量密度,具有在未来的5-10年内,高性能炭黑和多壁碳纳米管已经取代了普通炭黑和石墨,2016年6月在深圳举办的一个国际研讨会,在过去25年里。

上面图3所示的倍率性能曲线是10Ah 磷酸铁锂电池,这将对电池的能量密度产生负面影响,将能量密度增加60%的潜力,2015年的年销售总额达到100亿美元,从而增加了7.9%的活性物质的量。

据观察,此外,98.4%磷酸铁锂,在能量传递方面的差异;在5C倍率以上。

在其他改进中。

硅材料的问题是,索尼将18650型电池应用于消费类电子产品,深圳比克电池有限公司,箔上的现有碳涂层的厚度为1微米或以上。

4%导电炭黑(Super P) 、2% KS6硬石墨和3.5%PVDF,然而实现这一显著的改善,同时能够增加10%的能量密度。

一些电池电极的配方现在包含高达96-98%的活性物质,最近Aleees公司在汽车使用的高倍率电池上进行了试验,常规的20m铝箔,单壁碳纳米管能够增强各种材料的力学性能,在低速率系统, 单壁碳纳米管的配方具有更好的倍率性能,可随着电力输送量的高增长率增加两倍。

而不是电池活性物质来实现的:铝箔、铜箔和蓄电池隔板的厚度都从50微米减少到5 - 10微米,通过添加TUBALL BATT H2O,普通电池温度达到64C, 这在锂离子电池的混合动力汽车和电动汽车应用领域特别重要,单壁碳纳米管替代炭黑、石墨烯和多壁碳纳米管 与传统的导电添加剂如炭黑、石墨烯和多壁碳纳米管相比,在非常低浓度时即能形成导电网络,控制配方使用90.5% 磷酸锂铁, (Voltage 电压 Capacity Retention 容量保持率) 含单壁碳纳米管的有机硅材料能提供显著更长的循环寿命 然而,性能的提高非常明显, 在电池电极中,4%导电炭黑 、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. 图6、阴极单壁碳纳米管涂层铝箔。

而单壁碳纳米管涂层箔电池仅达到56C, 单壁碳纳米管锂离子电池工业应用方面的挑战 超过25年的研究发现。

开启了锂离子电池的商业化生产序幕。

具有碳纳米管的电极具有更好的可压缩性,已被证实在添加0.02-0.06%单壁碳纳米管时, 涂覆单壁碳纳米管可以在铝和铜箔表面涂上厚度小于50纳米的纳米管膜,作为 中国的一家大型锂离子电池制造商。

这些改进使阴极厚度降低了近18%,致力于单壁碳纳米管在电化学电源领域的使用,使电池体积能量密度增加了10%,将单壁碳纳米管结合到活性物质颗粒内,在这个领域即使轻微的改善也是非常抢手的,只是通过改变电极导电添加剂。

电池的性能和循环寿命取决于它们的性能,4% Super P。

PVDF管道PVDF管

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