Одоогийн арилжааны лити-ион батерейны системд хязгаарлах хүчин зүйл нь голчлон цахилгаан дамжуулах чанар юм.Ялангуяа эерэг электродын материалын цахилгаан дамжуулах чанар хангалтгүй байгаа нь цахилгаан химийн урвалын үйл ажиллагааг шууд хязгаарладаг.Материалын дамжуулалтыг нэмэгдүүлэхийн тулд тохирох дамжуулагч бодисыг нэмж, электрон дамжуулалтыг хурдан дамжуулах сувгийг бий болгож, идэвхтэй материалыг бүрэн ашиглахыг баталгаажуулах дамжуулагч сүлжээг бий болгох шаардлагатай.Тиймээс дамжуулагч бодис нь идэвхтэй материалтай харьцуулахад литийн ион батерейнд зайлшгүй шаардлагатай материал юм.

Дамжуулагчийн гүйцэтгэл нь материалын бүтэц, идэвхтэй материалтай харьцах аргаас ихээхэн хамаардаг.Түгээмэл хэрэглэгддэг литийн ион батерейны дамжуулагч бодисууд нь дараахь шинж чанартай байдаг.

(1) Нүүрстөрөгчийн хар: Нүүрстөрөгчийн хар бүтэц нь нүүрстөрөгчийн хар тоосонцорыг гинж эсвэл усан үзмийн хэлбэрт нэгтгэх зэргээр илэрхийлэгддэг.Нарийн тоосонцор, шигүү савласан сүлжээний гинж, том тодорхой гадаргуугийн талбай, нэгж масс зэрэг нь электрод дахь гинжин дамжуулагч бүтцийг бий болгоход тустай.Уламжлалт дамжуулагч бодисуудын төлөөлөгчийн хувьд нүүрстөрөгчийн хар нь одоогоор хамгийн өргөн хэрэглэгддэг дамжуулагч бодис юм.Сул тал нь үнэ өндөр, тараахад хүндрэлтэй байдаг.

(2)Графит: Дамжуулагч графит нь эерэг ба сөрөг идэвхтэй материалын хэмжээтэй ойролцоо ширхэгийн хэмжээтэй, дунд зэргийн хувийн гадаргуутай, цахилгаан дамжуулах чадвар сайтай байдаг.Энэ нь батерей дахь дамжуулагч сүлжээний зангилааны үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд сөрөг электрод нь зөвхөн дамжуулалтыг төдийгүй хүчин чадлыг сайжруулж чаддаг.

(3) P-Li: Super P-Li нь дамжуулагч нүүрстөрөгчийн хартай төстэй жижиг ширхэгийн хэмжээтэй, гэхдээ дунд зэргийн өвөрмөц гадаргуутай, ялангуяа батерей дахь салбар хэлбэртэй байдаг нь дамжуулагч сүлжээ үүсгэхэд маш ашигтай байдаг.Сул тал нь тараахад хэцүү байдаг.

(4)Нүүрстөрөгчийн нано хоолой (CNTs): CNT нь сүүлийн жилүүдэд гарч ирсэн дамжуулагч бодисууд юм.Тэдгээр нь ерөнхийдөө 5 нм диаметртэй, 10-20 мм урттай байдаг.Тэд зөвхөн дамжуулагч сүлжээнд "утас" үүрэг гүйцэтгэхээс гадна давхар электродын давхаргын нөлөөгөөр суперконденсаторуудын өндөр хурдны шинж чанарыг тоглуулж чаддаг.Түүний сайн дулаан дамжуулалт нь батерейг цэнэглэх, цэнэггүй болгох үед дулаан ялгаруулах, батерейны туйлшралыг багасгах, батерейны өндөр болон бага температурын гүйцэтгэлийг сайжруулах, батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгахад тусалдаг.

Дамжуулагчийн хувьд CNT-ийг янз бүрийн эерэг электродын материалуудтай хослуулан материал/батарейны хүчин чадал, хурд, мөчлөгийн гүйцэтгэлийг сайжруулахад ашиглаж болно.Ашиглаж болох эерэг электродын материалд: LiCoO2, LiMn2O4, LiFePO4, полимер эерэг электрод, Li3V2(PO4)3, манганы исэл гэх мэт зүйлс орно.

Бусад нийтлэг дамжуулагч бодисуудтай харьцуулахад нүүрстөрөгчийн нано хоолой нь лити ион батерейны эерэг ба сөрөг дамжуулагч бодис болох олон давуу талтай.Нүүрстөрөгчийн нано хоолой нь өндөр цахилгаан дамжуулах чадвартай.Нэмж дурдахад, CNT нь том хэмжээний харьцаатай байдаг бөгөөд бага хэмжээгээр нэмэх нь бусад нэмэлтүүдтэй төстэй нэвчилтийн босгыг (нэгдмэл дэх электронуудын зайг хадгалах эсвэл орон нутгийн шилжилт хөдөлгөөн) бий болгодог.Нүүрстөрөгчийн нано гуурс нь өндөр үр ашигтай электрон тээвэрлэх сүлжээг бүрдүүлж чаддаг тул бөмбөрцөг хэлбэрийн бөөмийн нэмэлттэй ижил цахилгаан дамжуулах чанарын утгыг зөвхөн SWCNT-ийн 0.2 wt% -ийн агууламжаар олж авах боломжтой.

(5)Графенцахилгаан дулаан дамжуулалт сайтай хоёр хэмжээст уян хавтгай нүүрстөрөгчийн шинэ төрлийн материал юм.Энэхүү бүтэц нь графены давхаргыг идэвхтэй материалын хэсгүүдэд наалдуулах боломжийг олгодог бөгөөд эерэг ба сөрөг электродын идэвхтэй материалын бөөмсийг олон тооны дамжуулагчтай холбоо барих газруудаар хангадаг бөгөөд ингэснээр электронууд хоёр хэмжээст орон зайд дамжуулж, үүснэ. том талбайн дамжуулагч сүлжээ.Тиймээс энэ нь одоогоор хамгийн тохиромжтой дамжуулагч бодис гэж тооцогддог.

Нүүрстөрөгчийн хар ба идэвхтэй материал нь нэг цэгт хүрч, идэвхтэй материалын тоосонцор руу нэвтэрч, идэвхтэй материалын ашиглалтын харьцааг бүрэн нэмэгдүүлэх боломжтой.Нүүрстөрөгчийн нано гуурсууд нь цэгэн шугамтай харьцдаг бөгөөд идэвхтэй материалуудын хооронд хөндлөн огтолж сүлжээний бүтэц үүсгэх боломжтой бөгөөд энэ нь цахилгаан дамжуулах чанарыг нэмэгдүүлээд зогсохгүй хэсэгчилсэн холболтын агент болон графены контактын горимыг гүйцэтгэдэг. нь нэг цэгийн контакт бөгөөд идэвхтэй материалын гадаргууг холбож том талбайн дамжуулагч сүлжээг үндсэн хэсэг болгон үүсгэх боломжтой боловч идэвхтэй материалыг бүрэн хамрахад хэцүү байдаг.Нэмсэн графений хэмжээ тасралтгүй нэмэгдэж байсан ч идэвхтэй материалыг бүрэн ашиглахад хэцүү бөгөөд Li ионыг сарниулж, электродын гүйцэтгэлийг муутгадаг.Тиймээс эдгээр гурван материал нь сайн нэмэлт чиг хандлагатай байдаг.Илүү бүрэн дамжуулагч сүлжээг бий болгохын тулд нүүрстөрөгчийн хар эсвэл нүүрстөрөгчийн нано гуурсыг графентай холих нь электродын ерөнхий гүйцэтгэлийг улам сайжруулах болно.

Нэмж дурдахад графены үүднээс авч үзвэл графений гүйцэтгэл нь янз бүрийн бэлтгэх аргуудаас ялгаатай бөгөөд багасгах зэрэг, хуудасны хэмжээ болон нүүрстөрөгчийн хар харьцаа, тархах чадвар, электродын зузаан зэрэг нь мөн чанарт нөлөөлдөг. дамжуулагч бодис их хэмжээгээр .Тэдгээрийн дотроос дамжуулагчийн үүрэг нь электрон тээвэрлэх дамжуулагч сүлжээг бий болгох тул дамжуулагч өөрөө сайн тархаагүй бол үр дүнтэй дамжуулагч сүлжээг бий болгоход хэцүү байдаг.Уламжлалт нүүрстөрөгчийн хар дамжуулагч бодистой харьцуулахад графен нь хэт өндөр өвөрмөц гадаргуутай бөгөөд π-π коньюгат нөлөө нь практик хэрэглээнд бөөгнөрөхөд хялбар болгодог.Тиймээс графенийг хэрхэн сайн тархалтын систем болгож, түүний маш сайн гүйцэтгэлийг бүрэн дүүрэн ашиглах нь графений өргөн хэрэглээнд шийдвэрлэх шаардлагатай гол асуудал юм.

 


Шуудангийн цаг: 2020 оны 12-р сарын 18-нд

Бидэнд мессежээ илгээнэ үү:

Энд мессежээ бичээд бидэнд илгээгээрэй