近幾年,石墨烯與碳納米管受到人們廣泛關(guān)注的,且已經(jīng)被應(yīng)用在電池等領(lǐng)域。那么其石墨為什么可以被用來(lái)制作鋰電池材料呢?
1960年,約90%的企業(yè)是使用金屬銅做電極材料,僅有10%是采用石墨。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,大部分企業(yè)選擇石墨作為電極材料。其原因有幾下幾點(diǎn):
1.加工速度快:石墨的機(jī)械加工速度能比銅快2~5倍,而放電加工速度比銅快2-3倍。
2.不易變形:銅的軟化點(diǎn)在1000℃左右,容易因受熱而產(chǎn)生變形,而石墨的升華溫度為3650℃,熱膨脹系數(shù)僅有銅的1/30。
3.重量輕:石墨的密度只有銅的1/5。
4.放電消耗小:在放電加工時(shí),高溫將使火花油中的碳原子被分解出來(lái),轉(zhuǎn)而在石墨電極的表面形成保護(hù)膜,補(bǔ)償了石墨電極的損耗。
5.無(wú)毛刺:石墨加工后沒有毛刺,不僅可以節(jié)約成本,而且更容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
6.易研磨和拋光;其切削阻力只有銅的1/5,更容易進(jìn)行手工的研磨和拋光。
7.成本低廉:近幾年,各向同性石墨的價(jià)格比銅比低,且價(jià)格穩(wěn)定,短期波動(dòng)非常小。
正是石墨有無(wú)可比擬發(fā)熱優(yōu)勢(shì),所以慢慢的取代銅成為電極材料的首選。但是其也有以下幾個(gè)不足:高度趨向性,快速充放點(diǎn)的阻力大,因而大電流性能不理想;范德華力較弱,充放電時(shí)體積易改變,因此電池循環(huán)性能不好;穩(wěn)定性能差,會(huì)與電解液發(fā)生反應(yīng)。
隨著工業(yè)的發(fā)展,石墨的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷拓寬,除了能制成鋰電池材料外,也將是高科技領(lǐng)域新型復(fù)合材料的重要原料。