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    重大專項
    納米碳纖維在鋰離子電池矽負極上的應用研究
    項目簡介:目前的鋰離子電池主要是使用碳負極,理論克容量為372mAg/g,隨着國家新能源汽車等對鋰離子電池提出高能量密度、安全、更高倍率的充放電等要求,矽負極的理論比容量可達4200mAh/g,同時具有較低的工作電壓,是行業類公認的下一代鋰離子電池負極材料。但是與石墨負極相比,矽負極在充放電的過程中,面臨着較大的體積膨脹,體積膨脹率可以達到360%,同時材料顆粒粉化、活性材料易與集流體的粘接性減弱以及形成不穩定的SEI等問題,影響循環性能,此外,矽在首周不可逆充放電生成的SEI相會嚴重降低電池的首次庫侖效率,同時還會影響整個電極體系的電導率。
    使用納米碳纖維導電劑來改善矽負極的循環性

    (1) 具有非常優異的的導電性能;

    (2) 提供優異的導電網絡,具有高的長徑比,在矽材料膨脹時,依然能夠維持導電網絡,改善循環性能;

    (3) 具有比較低的比表面積,同時具有較高的石墨化度,具有較高的可逆容量。

    通過項目,研究納米碳纖維與其他導電劑網絡的復配及其對矽負極電化學性能的影響規律,得出納米碳纖維在矽負極中使用的最優方案及參數。 目前項目正在開展中。

    單壁碳納米管的開發研究

    項目簡介:碳納米管,又名巴基管,於1991年由日本科學家發現,是一種徑向尺寸為納米量級,軸向尺寸為微米量級,管子兩端基本上都封口的一維量子材料。與其他納米材料相比,具有更為獨特的結構和奇異的性能,被稱為「納米材料之王」。 碳納米管具有獨特的的物理化學性能,使它有較好的導電、導熱性能、超強抗拉以及吸附等作用。目前在電子、複合材料、能源等領域作為一個添加助劑有較好的應用。但單壁碳納米管可以實現以最少的添加量達到添加助劑的效果。特別是在鋰離子電池領域,對於電池能量的發揮起到關鍵的作用,單壁碳納米管添加量相對多壁碳納米管添加量可降低至原來的1/10甚至更低,所以單壁碳納米管的開發勢在必行。

    通過此項目的開展,獲取單壁碳納米管批量製備的加工工藝。

    目前項目正在開展中。

    碳納米管漿料的開發

    項目簡介:由於碳納米管表面活性高、顆粒間具有較高的吸附力、表面分子及原子間有較強的靜電力和范德華力,導致碳納米管會具有較強的纏繞和團聚現象,難以將其均勻分散在鋰電池電極材料中,因此需要將碳納米管粉體在液相介質中均勻地分散為單根碳納米管,即製成導電漿料來使用。結合納米碳纖維的自身優勢,兩者共同使用的情況下將進一步提高鋰離子電池的倍率和循環性能。

    通過此項目的開展,針對不同的應用場景開發不同規格型號的導電漿料。

    目前項目正在開展中。

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