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商易云要研究的石墨烯电池,主要有两种,一种是石墨烯氧化钒电池,另一种是石墨烯磷酸铁锂离子电池。

第一种石墨烯氧化钒电池的主要组成成分是,氧化钒(VO2)和石墨烯的混合物,该混合电源可用于锂离子电池阴极,测量结果表明,这种混合阴极能在20秒内完全充放电,并能承受1000多次充电循环。1000次循环后,容量仍优于标称的90%。

钒氧化物在锂离子电池中具有高的能量容量,这是因为它们像海绵相同收集锂离子,使用氧化钒(VO2)或五氧化二钒(VO5)的有一种缺点,那就是氧化物通常是不好的导电体,低电导率导致较慢的充放电速率。

所以商易云找到了一种利用石墨烯作为氧化钒结构骨架的方法,石墨烯是一种优秀的导体,这种混合材料从氧化钒那里继承了良好的容量特性,从石墨烯那里继承了良好的导电性,从而可以快速充电。

该工艺由氧化石墨纳米片与VO5粉末混合而成,混合物悬浮在水中并加热到高温。,在这些温度下,五氧化二钒还原为VO2,而氧化石墨则还原为石墨烯,当VO2结晶时,它会形成约10纳米厚、600纳米宽的纳米带,并带有单原子厚度的石墨烯涂层,这些带有几十微米长,它们有非常大的比表面积,由于VO2的离子浸泡特性和石墨烯的高导电性,使得电子和锂离子的扩散非常快,这两个特性的结合,使快速充放电率,以及高的最高功率输出这些电池。

制造石墨烯电池的真正技术难点在于vo2-石墨烯混合材料的实际制造,为了生产这种混合物,必须非常精确地控制温度、压力和混合物浓度等工艺条件,当然,现在的工艺条件已经达到了要求,只要能研发成功,就可以实现大规模的生产。

第二种石墨烯电池是石墨烯磷酸铁锂离子电池。

磷酸铁锂锂离子电池又称磷酸铁锂(LFp),是一种以磷酸铁锂为阴极的可充电电池,LFp电池是一种可充电的锂离子电池,尽管它们的能量密度比其他一些消费级锂离子电池要低,但它们的功率密度却更高,功率密度是电池供应能量的速率指标。

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