制备碳纳米管锂电池的关键技术包括以下方面:
碳纳米管的分散技术:碳纳米管具有较大的长径比,容易相互缠绕和团聚,分散困难。需要采用合适的分散方法,如超声分散法、球磨分散法、高速搅拌分散法、使用表面活性剂、共价键修饰、聚合物包覆等,使其在电极材料中均匀分散,以充分发挥其导电性能和构建有效导电网络的能力。
负极材料的优化:硅基负极材料在充放电过程中体积变化大,导致活性物质粉化脱落、sei 膜不稳定和导电性下降等问题。利用碳纳米管网络覆盖硅颗粒表面并在硅颗粒之间建立高导电和持久的连接,可以防止负极材料破裂,解决硅负极的关键问题,显著延长负极的循环寿命。
导电网络的构建:碳纳米管具有优异的导电性和高长径比,在极少添加量的情况下即可在材料内部形成发达网络的能力。通过合理设计和调控碳纳米管的添加量和分布,构建高效的导电网络,降低电极内阻,提升电池的倍率性能和充放电速率。
电池结构设计:优化电池的整体结构,包括电池单体、模组和单元的设计,以及 csc 采集系统、控制单元、电池高压分配单元和冷却系统等的配置,以提高电池的安全性、稳定性和工作效率。
材料的选择与匹配:除了碳纳米管和硅基负极材料外,还需要选择合适的正极材料、电解液、隔膜等其他组件,并确保它们之间的相容性和匹配性,以实现电池整体性能的提升。
生产工艺控制:碳纳米管的生产对于技术和研发能力要求较高,特别是碳纳米管粉体的生产过程,需要精确控制催化剂的使用、含碳气体或有机液体的还原条件等。在将碳纳米管制成浆料并应用于电池的过程中,也需要严格控制分散技术、研磨工艺等参数,以保证产品质量的稳定性和一致性。
这些关键技术的综合应用和优化,有助于提高碳纳米管锂电池的能量密度、循环寿命、倍率性能和安全性等重要指标,推动其在新能源领域的广泛应用和发展。不同的研究团队和企业可能会在具体技术路线和工艺上有所侧重和创新。