Sem rafskautsefni fyrir sólarsellur er grafít mikið notað í framleiðslu á rafskautum fyrir sólarsellur vegna góðrar raf- og varmaleiðni og góðs efnafræðilegs stöðugleika.
Sem stendur eru tvær helstu tegundir af algengum grafítvörum á markaðnum: önnur er gervi grafít (einnig þekkt sem náttúrulegt grafít); Annað er háhreint grafít (einnig þekkt sem hálfleiðandi grafít).
Gervi grafít er aðallega samsett úr kolefnisatómum og er ólífrænt málmlaust efni sem hægt er að nota til að búa til rafrænar iðnaðarvörur eins og leiðandi deig, leiðandi efni og kolsvart. Aðalnotkun þess er sem leiðandi efni í rafeindaiðnaði til að bæta skilvirkni raforkunýtingar.
Hins vegar, vegna lélegrar leiðni, lélegrar varmaleiðni, hás varmaþenslustuðull, lélegs varmastöðugleiki, lítill vélrænni styrkur og aðrar ástæður náttúrulegs og hálfleiðandi gervigrafíts, er ekki hægt að nota það beint í sólarrafskautum.
Þess vegna þarf að hreinsa náttúrulegt og hálfleiðandi gervi grafít í framleiðsluferli sólarfrumna til að bæta hitauppstreymi og rafleiðni þess. Á sama tíma er nauðsynlegt að bæta varmaþenslustuðul og vélrænan styrk.
Að auki er gervi grafít, sem eitt af mikilvægu hráefnum í ljósvakaiðnaðinum, aðallega notað við framleiðslu á rafskautsefnum fyrir litíumjónarafhlöður, leiðandi efni fyrir sólarsellur, rafskautspasta og kolsvart.
Með þróun ljósvakaiðnaðarins til hærra spennustigs eru settar fram betri kröfur um rafskautsefni: annars vegar er nauðsynlegt að bæta leiðni á sama tíma og háspenna er tryggð; Á hinn bóginn þarf góðan hitastöðugleika og vélrænan styrk til að laga sig að notkun við erfiðar aðstæður.
Þess vegna hefur náttúrulegt og hálfleiðandi gervi grafít mikla kosti og hefur orðið eitt af ómissandi hráefnum í ljósvakaiðnaðinum, sem gerir einnig náttúrulegt og hálfleiðandi gervi grafín sem mest notaða rafskautsefnið á ljósvakasviðinu fá meira og meiri athygli frá markaðnum.
1. Undirbúðu ný rafskautsefni sem eru byggð á kolefni
Náttúrulegt og hálfleiðandi gervi grafít sem rafskautsefni fyrir litíumjónarafhlöður, ásamt öðrum hagnýtum efnum eins og kolsvart og leiðandi fjölliður, er hægt að nota til að undirbúa litíumjón rafhlöðu rafskautaefni, sem getur í raun bætt aflþéttleika og hringrás endingu rafhlaðna.
Útfelling kolefnis nanóröra með náttúrulegu og hálfleiðandi gervi grafíti til að undirbúa kolefnis nanórör/grafít samsett efni og nota þau sem rafskaut sólarrafrumna getur á áhrifaríkan hátt bætt aflþéttleika þeirra, hleðslu-úthleðslu skilvirkni, afköst og líftíma hringrásar.
Kolefni nanórör/grafen samsett efni voru framleidd með einfaldri aðferð með gervi grafít og kolefni nanórör sem hráefni.
Blanda af kolsvarti og grafeni er blandað saman sem aukefni og bætt við fjölliða raflausnina til að mynda litíumjón rafhlöðu rafskautsefni.
2. Ný litíumjón rafhlaða rafskaut
Með þróun á háorkuþéttni litíumjónarafhlöðum hafa meiri kröfur verið settar fram fyrir rafskautsefni, sérstaklega fyrir mikla afkastagetu, langan hringrás, lágan kostnað og litla litíumnotkun.
Grafen hefur orðið einn af rannsóknarstöðvum litíumjónar rafhlöðu rafskautaefna vegna mikillar sértækrar getu.
Að auki hafa kolefnisefni sem táknað eru með grafíti smám saman orðið að heitum vettvangi rannsókna á undanförnum árum.
3. Ný grafít-undirstaða litíum-jón rafhlöðu rafskaut slurry
Grafen er mikið notað á sviði litíumjónarafhlöðu vegna framúrskarandi rafhvatavirkni og er tilvalið efni til framleiðslu á afkastamiklum litíumjónarafhlöðum, en notkun þess í litíumjónarafhlöðum er fyrir alvarlegum áhrifum vegna léleg leiðni þess og mikil rúmmálsstækkun eftir aðsog litíumjóna á yfirborðinu.
Til að leysa þetta vandamál notuðu vísindamenn við Seoul National University í Kóreu efnagufuútfellingu (CVD) til að rækta grafenlög á yfirborði grafíts og samsett grafenlög með grafítplötum til að fá samsett efni.
Niðurstöðurnar sýna að: (1) Samsett uppbygging leysir ekki aðeins vandamálið við auðvelda þéttingu grafenplatna, heldur bætir einnig vélrænni eiginleika grafítplatna; (2) Yfirborð grafenlagsins í samsettu efninu inniheldur mikinn fjölda lífrænna hópa, sem geta bætt hvarfgirni grafens og litíumsalts; (3) Þrívíddar netkerfisbyggingin sem myndast í samsettum efnum getur í raun bælt snertiviðnám milli agna í rafhlöðunni og bætt rafefnafræðilega hvarfhvörf.
4. Rannsóknir og greining á undirbúningstækni og lykilferlum leiðandi líma-skauts
Rafskautspasta er gert að líma af rafskautsblöðum og blandað saman við leiðandi aukefni til að mynda rafhlöðuefni með leiðandi líma sem leiðandi straumsafnara, sem er mikilvægur hluti af rafhlöðuvirkni og afköst hennar hafa bein áhrif á rafhlöðuna.
Undirbúningstækni leiðandi líma-anúða felur í sér grafíthreinsunartækni, litíumjónarafhlöðu rafskautundirbúningstækni og grafít rafskautundirbúningstækni.
Leiðandi slurry er aðallega samsett úr leiðandi efni eða rafskautsefni, sem hægt er að bæta við raflausnina sem smurefni við rafskautsvinnslu til að auka snertiflötinn milli rafskautsins og raflausnarinnar, stytta jónadreifingarleiðina og auka hvarfhraða og viðbragðsdýpt til að draga úr kostnaði.