近几年,石墨烯与碳纳米管受到人们广泛关注的,且已经被应用在电池等领域。那么其石墨为什么可以被用来制作锂电池材料呢?
1960年,约90%的企业是使用金属铜做电极材料,仅有10%是采用石墨。随着科学技术的不断发展,大部分企业选择石墨作为电极材料。其原因有几下几点:
1.加工速度快:石墨的机械加工速度能比铜快2~5倍,而放电加工速度比铜快2-3倍。
2.不易变形:铜的软化点在1000℃左右,容易因受热而产生变形,而石墨的升华温度为3650℃,热膨胀系数仅有铜的1/30。
3.重量轻:石墨的密度只有铜的1/5。
4.放电消耗小:在放电加工时,高温将使火花油中的碳原子被分解出来,转而在石墨电极的表面形成保护膜,补偿了石墨电极的损耗。
5.无毛刺:石墨加工后没有毛刺,不仅可以节约成本,而且更容易实现自动化生产。
6.易研磨和抛光;其切削阻力只有铜的1/5,更容易进行手工的研磨和抛光。
7.成本低廉:近几年,各向同性石墨的价格比铜比低,且价格稳定,短期波动非常小。
正是石墨有无可比拟发热优势,所以慢慢的取代铜成为电极材料的首选。但是其也有以下几个不足:高度趋向性,快速充放点的阻力大,因而大电流性能不理想;范德华力较弱,充放电时体积易改变,因此电池循环性能不好;稳定性能差,会与电解液发生反应。
随着工业的发展,石墨的应用领域还在不断拓宽,除了能制成锂电池材料外,也将是高科技领域新型复合材料的重要原料。