Com a material d'elèctrode per a cèl·lules solars, el grafit s'utilitza àmpliament en la producció d'elèctrodes per a cèl·lules solars a causa de la seva bona conductivitat elèctrica i tèrmica i una bona estabilitat química.
Actualment, hi ha dos tipus principals de productes de grafit comuns al mercat: un és el grafit artificial (també conegut com a grafit natural); El segon és el grafit d'alta puresa (també conegut com a grafit semiconductor).
El grafit artificial es compon principalment d'àtoms de carboni i és un material inorgànic no metàl·lic que es pot utilitzar per fabricar productes industrials electrònics com ara pastes conductores, agents conductors i negre de carboni. El seu ús principal és com a agent conductor a la indústria electrònica per millorar l'eficiència de la utilització de l'energia elèctrica.
Tanmateix, a causa de la mala conductivitat, la mala conductivitat tèrmica, l'alt coeficient d'expansió tèrmica, la mala estabilitat tèrmica, la baixa resistència mecànica i altres raons del grafit artificial natural i semiconductor, no es pot utilitzar directament en elèctrodes de cèl·lules solars.
Per tant, en el procés de producció de cèl·lules solars, cal purificar el grafit artificial natural i semiconductor per millorar la seva conductivitat tèrmica i elèctrica. Al mateix temps, cal millorar el seu coeficient d'expansió tèrmica i la seva resistència mecànica.
A més, el grafit artificial, com una de les matèries primeres importants de la indústria fotovoltaica, s'utilitza principalment en la producció de materials d'ànode per a bateries d'ions de liti, agents conductors per a cèl·lules solars, pastes d'elèctrodes i negre de carboni.
Amb el desenvolupament de la indústria fotovoltaica a nivells de tensió més alts, es plantegen millors requisits per als materials d'elèctrode: d'una banda, cal millorar la conductivitat alhora que garanteix l'alta tensió; D'altra banda, es requereix una bona estabilitat tèrmica i resistència mecànica per adaptar-se a aplicacions en condicions dures.
Per tant, el grafit artificial natural i semiconductor té grans avantatges i s'ha convertit en una de les matèries primeres indispensables en la indústria fotovoltaica, que també fa que el grafè artificial natural i semiconductor com el material d'elèctrode més utilitzat en el camp fotovoltaic rebi més i més. més atenció del mercat.
1. Prepara nous materials d'elèctrodes basats en carboni
El grafit artificial natural i semiconductor com a materials d'ànode per a bateries d'ions de liti, combinat amb altres materials funcionals com el negre de carboni i els polímers conductors, es pot utilitzar per preparar materials d'ànodes de bateries d'ions de liti, que poden millorar eficaçment la densitat de potència i el cicle. vida útil de les bateries.
La deposició de nanotubs de carboni mitjançant grafit artificial natural i semiconductor per preparar compostos de nanotubs de carboni/grafit i utilitzar-los com a ànodes de cèl·lules solars pot millorar eficaçment la seva densitat de potència, eficiència de càrrega-descàrrega, rendiment de velocitat i vida útil.
Els compostos de nanotubs de carboni/grafè es van preparar mitjançant un mètode senzill utilitzant grafit artificial i nanotubs de carboni com a matèries primeres.
Una barreja de negre de carboni i grafè es combina com a additiu i s'afegeix a l'electròlit del polímer per formar un material d'ànode de bateria d'ions de liti.
2. Nou ànode de bateria d'ions de liti
Amb el desenvolupament de bateries d'ions de liti d'alta densitat energètica, s'han proposat requisits més elevats per als materials d'ànode, especialment per a gran capacitat, cicle llarg, baix cost i baix consum de liti.
El grafè s'ha convertit en un dels punts d'investigació dels materials d'ànodes de bateries d'ions de liti a causa de la seva alta capacitat específica.
A més, els materials de carboni representats pel grafit s'han convertit gradualment en un punt d'investigació en els últims anys.
3. Nou purín d'elèctrodes de bateria d'ions de liti a base de grafit
El grafè s'utilitza àmpliament en el camp de les bateries d'ions de liti a causa del seu excel·lent rendiment electrocatalític, i és un material ideal per a la preparació d'ànodes de bateries d'ions de liti d'alt rendiment, però la seva aplicació en bateries d'ions de liti es veu greument afectada a causa del la seva mala conductivitat i gran expansió de volum després de l'adsorció d'ions de liti a la superfície.
Per resoldre aquest problema, els científics de la Universitat Nacional de Seül a Corea van utilitzar la deposició química de vapor (CVD) per fer créixer capes de grafè a la superfície del grafit i capes de grafè compostes amb làmines de grafit per obtenir materials compostos.
Els resultats mostren que: (1) L'estructura composta no només resol el problema de la fàcil aglomeració de les làmines de grafè, sinó que també millora les propietats mecàniques de les làmines de grafit; (2) La superfície de la capa de grafè del material compost conté un gran nombre de grups orgànics, que poden millorar la reactivitat del grafè i la sal de liti; (3) L'estructura de xarxa tridimensional formada en els materials compostos pot suprimir eficaçment la resistència de contacte entre les partícules de la bateria i millorar la cinètica de la reacció electroquímica.
4. Recerca i anàlisi de la tecnologia de preparació i processos clau de la pasta-ànode conductora
La pasta d'elèctrodes es converteix en una pasta de làmines d'elèctrodes i es combina amb additius conductors per formar un material de bateria amb pasta conductora com a col·lector de corrent conductor, que és una part important de la funció de la bateria, i el seu rendiment afecta directament el rendiment de la bateria.
La tecnologia de preparació de l'ànode de pasta conductora inclou tecnologia de purificació de grafit, tecnologia de preparació d'elèctrodes de bateria d'ions de liti i tecnologia de preparació d'elèctrodes de grafit.
La purín conductora es compon principalment d'agent conductor o material d'ànode, que es pot afegir a l'electròlit com a lubricant durant el processament de l'elèctrode per augmentar l'àrea de contacte entre l'elèctrode i l'electròlit, escurçar el camí de difusió d'ions i augmentar la velocitat de reacció i profunditat de reacció per reduir costos.