近幾年,石墨烯與碳納米管受到人們廣泛關注的,且已經被應用在電池等領域。那麼其石墨為什麼可以被用來製作鋰電池材料呢?
1960年,約90%的企業是使用金屬銅做電極材料,僅有10%是採用石墨。隨著科學技術的不斷發展,大部分企業選擇石墨作為電極材料。其原因有幾下幾點:
1.加工速度快:石墨的機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:銅的軟化點在1000℃左右,容易因受熱而產生變形,而石墨的昇華溫度為3650℃,熱膨脹係數僅有銅的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,高溫將使火花油中的碳原子被分解出來,轉而在石墨電極的表面形成保護膜,補償了石墨電極的損耗。
5.無毛刺:石墨加工後沒有毛刺,不僅可以節約成本,而且更容易實現自動化生產。
6.易研磨和拋光;其切削阻力只有銅的1/5,更容易進行手工的研磨和拋光。
7.成本低廉:近幾年,各向同性石墨的價格比銅比低,且價格穩定,短期波動非常小。
正是石墨有無可比擬發熱優勢,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不足:高度趨向性,快速充放點的阻力大,因而大電流性能不理想;范德華力較弱,充放電時體積易改變,因此電池迴圈性能不好;穩定性能差,會與電解液發生反應。
隨著工業的發展,石墨的應用領域還在不斷拓寬,除了能製成鋰電池材料外,也將是高科技領域新型複合材料的重要原料。