Fel deunydd electrod ar gyfer celloedd solar, defnyddir graffit yn eang wrth gynhyrchu electrodau ar gyfer celloedd solar oherwydd ei ddargludedd trydanol a thermol da a sefydlogrwydd cemegol da.
Ar hyn o bryd, mae dau brif fath o gynhyrchion graffit cyffredin ar y farchnad: un yw graffit artiffisial (a elwir hefyd yn graffit naturiol); Yr ail yw graffit purdeb uchel (a elwir hefyd yn graffit lled-ddargludol).
Mae graffit artiffisial yn cynnwys atomau carbon yn bennaf ac mae'n ddeunydd anfetelaidd anorganig y gellir ei ddefnyddio i wneud cynhyrchion diwydiannol electronig fel pastau dargludol, cyfryngau dargludol a charbon du. Ei brif ddefnydd yw fel asiant dargludol yn y diwydiant electroneg i wella effeithlonrwydd y defnydd o ynni trydanol.
Fodd bynnag, oherwydd y dargludedd gwael, dargludedd thermol gwael, cyfernod ehangu thermol uchel, sefydlogrwydd thermol gwael, cryfder mecanyddol isel a rhesymau eraill o graffit artiffisial naturiol a lled-ddargludol, ni ellir ei ddefnyddio'n uniongyrchol mewn electrodau celloedd solar.
Felly, yn y broses gynhyrchu o gelloedd solar, mae angen puro graffit artiffisial naturiol a lled-ddargludol i wella ei ddargludedd thermol a thrydanol. Ar yr un pryd, mae angen gwella ei gyfernod ehangu thermol a chryfder mecanyddol.
Yn ogystal, mae graffit artiffisial, fel un o'r deunyddiau crai pwysig yn y diwydiant ffotofoltäig, yn cael ei ddefnyddio'n bennaf wrth gynhyrchu deunyddiau anod ar gyfer batris lithiwm-ion, asiantau dargludol ar gyfer celloedd solar, pastau electrod a charbon du.
Gyda datblygiad y diwydiant ffotofoltäig i lefelau foltedd uwch, cyflwynir gofynion gwell ar gyfer deunyddiau electrod: ar y naill law, mae angen gwella'r dargludedd tra'n sicrhau foltedd uchel; Ar y llaw arall, mae angen sefydlogrwydd thermol da a chryfder mecanyddol i addasu i gymwysiadau o dan amodau llym.
Felly, mae gan graffit artiffisial naturiol a lled-ddargludol fanteision mawr ac mae wedi dod yn un o'r deunyddiau crai anhepgor yn y diwydiant ffotofoltäig, sydd hefyd yn gwneud graphene artiffisial naturiol a lled-ddargludol fel y deunydd electrod a ddefnyddir fwyaf yn y maes ffotofoltäig yn derbyn mwy a mwy o sylw gan y farchnad.
1. Paratoi deunyddiau electrod carbon newydd
Gellir defnyddio graffit artiffisial naturiol a lled-ddargludol fel deunyddiau anod ar gyfer batris lithiwm-ion, ynghyd â deunyddiau swyddogaethol eraill megis carbon du a pholymerau dargludol, i baratoi deunyddiau anod batri lithiwm-ion, a all wella'r dwysedd pŵer a'r cylchred yn effeithiol. bywyd batris.
Gall dyddodiad nanotiwbiau carbon gan graffit artiffisial naturiol a lled-ddargludol i baratoi cyfansoddion nanotiwb / graffit carbon a'u defnyddio fel anodau celloedd solar wella eu dwysedd pŵer, effeithlonrwydd gwefru, perfformiad cyfradd a bywyd beicio yn effeithiol.
Paratowyd cyfansoddion nanotiwb/graffene carbon trwy ddull syml gan ddefnyddio graffit artiffisial a nanotiwbiau carbon fel deunyddiau crai.
Mae cymysgedd o garbon du a graphene yn cael ei gymhlethu fel ychwanegyn a'i ychwanegu at yr electrolyt polymer i ffurfio deunydd anod batri lithiwm-ion.
2. anod batri lithiwm-ion newydd
Gyda datblygiad batris lithiwm-ion dwysedd ynni uchel, mae gofynion uwch wedi'u cyflwyno ar gyfer deunyddiau anod, yn enwedig ar gyfer gallu mawr, cylch hir, cost isel a defnydd isel o lithiwm.
Mae Graphene wedi dod yn un o'r mannau poeth ymchwil o ddeunyddiau anod batri lithiwm-ion oherwydd ei allu penodol uchel.
Yn ogystal, mae deunyddiau carbon a gynrychiolir gan graffit wedi dod yn fan cychwyn ymchwil yn raddol yn ystod y blynyddoedd diwethaf.
3. slyri electrod batri lithiwm-ion newydd sy'n seiliedig ar graffit
Defnyddir graphene yn eang ym maes batris lithiwm-ion oherwydd ei berfformiad electrocatalytig rhagorol, ac mae'n ddeunydd delfrydol ar gyfer paratoi anodau batri lithiwm-ion perfformiad uchel, ond mae ei gymhwysiad mewn batris lithiwm-ion yn cael ei effeithio'n ddifrifol oherwydd ei dargludedd gwael ac ehangu cyfaint mawr ar ôl arsugniad ïonau lithiwm ar yr wyneb.
I ddatrys y broblem hon, defnyddiodd gwyddonwyr ym Mhrifysgol Genedlaethol Seoul yng Nghorea ddyddodiad anwedd cemegol (CVD) i dyfu haenau graphene ar wyneb graffit, a haenau graphene cyfansawdd gyda thaflenni graffit i gael deunyddiau cyfansawdd.
Mae'r canlyniadau'n dangos: (1) Mae'r strwythur cyfansawdd nid yn unig yn datrys problem crynhoad hawdd o ddalennau graphene, ond hefyd yn gwella priodweddau mecanyddol taflenni graffit; (2) Mae wyneb yr haen graphene yn y deunydd cyfansawdd yn cynnwys nifer fawr o grwpiau organig, a all wella adweithedd graphene a halen lithiwm; (3) Gall y strwythur rhwydwaith tri dimensiwn a ffurfiwyd yn y deunyddiau cyfansawdd atal yr ymwrthedd cyswllt rhwng gronynnau yn y batri yn effeithiol a gwella cineteg adwaith electrocemegol.
4. Ymchwilio a dadansoddi'r dechnoleg paratoi a phrosesau allweddol past-anod dargludol
Gwneir past electrod yn bast o ddalennau electrod a'i gymhlethu ag ychwanegion dargludol i ffurfio deunydd batri gyda past dargludol fel casglwr cerrynt dargludol, sy'n rhan bwysig o swyddogaeth batri, ac mae ei berfformiad yn effeithio'n uniongyrchol ar berfformiad batri.
Mae technoleg paratoi past-anod dargludol yn cynnwys technoleg puro graffit, technoleg paratoi electrod batri lithiwm-ion a thechnoleg paratoi electrod graffit.
Mae'r slyri dargludol yn cynnwys asiant dargludol neu ddeunydd anod yn bennaf, y gellir ei ychwanegu at yr electrolyte fel iraid yn ystod prosesu electrod i gynyddu'r ardal gyswllt rhwng yr electrod a'r electrolyte, lleihau'r llwybr trylediad ïon, a chynyddu'r gyfradd adwaith a dyfnder adwaith i leihau costau.