Porézne aktívne uhlie: Nespievaný šampión pevných-batérií

V materiálovom systéme-polovodičových batérií preberajú anódové materiály hlavnú zodpovednosť za skladovanie a uvoľňovanie energie pre lítium-iónové batérie, čo má zásadný vplyv na zvýšenie celkového výkonu lítiových batérií. Napriek tomu konvenčné grafitové anódy už nedokážu uspokojiť rastúci dopyt po vysokej hustote energie v batériách v tuhom stave-. Preto sa materiály na báze kremíka-s vyššou teoretickou energetickou hustotou stali kľúčovým prelomom na prelomenie úzkeho miesta energetickej hustoty batérií.

 

Napriek pozoruhodným výhodám anód na báze kremíka-v špecifickej kapacite, stále čelia značným obmedzeniam v praktických aplikáciách. Kremík počas nabíjania a vybíjania podlieha zväčšeniu objemu až o 300 %. Tento jav spôsobuje nielen rozdrvenie častíc kremíka a ich oddeľovanie od zberačov prúdu, ale spúšťa aj kontinuálne reakcie medzi kremíkom a elektrolytmi, ktoré vytvárajú nestabilné a postupne hustnúce.Interfáza tuhého elektrolytu (SEI)filmy. V konečnom dôsledku sa životnosť batérií prudko skracuje, čo sa stalo hlavnou prekážkou obmedzujúcou rozsiahle-používanie anód na báze kremíka-.

 

 

Objavenie sa porézneho aktívneho uhlia poskytuje efektívne riešenie vyššie uvedených základných problémov anód na báze kremíka-. Prostredníctvom viacerých synergických efektov porézne aktívne uhlie zásadne rieši problémové miesta aplikácie anód na báze kremíka-, ktoré sa odrážajú v nasledujúcich troch aspektoch:

• Po prvé, štrukturálne vyrovnávanie a absorpcia stresu.Porézne aktívne uhlie, ktoré sa vyznačuje trojrozmerne prepojenou štruktúrou pórov a vynikajúcou húževnatosťou, dokáže účinne znášať a rozptýliť obrovské napätie, ktoré vzniká expanziou kremíka počas nabíjacích a vybíjacích cyklov. Zabraňuje šíreniu trhlín na časticiach kremíka a zabraňuje ich rozdrveniu a uvoľneniu.
• Po druhé, rovnomerné nanášanie a riadenie expanzie.Jeho veľký objem pórov a hierarchická štruktúra pórov poskytujú jednotné miesta ukladania pre nano{0}}kremíkové častice, čo účinne zmierňuje aglomeráciu kremíkových častíc. Dostatočný rezervovaný expanzný priestor medzitým drasticky znižuje mieru objemovej expanzie kremíkových -uhlíkových anód.
• Po tretie, efektívne elektrické vedenie a transport iónov.Samotné porézne aktívne uhlie má vynikajúcu elektrickú vodivosť a jeho súvislá uhlíková sieť vytvára voľné cesty pre prenos elektrónov.

 

Okrem toho úpravou parametrov, ako je veľkosť pórov a špecifický povrch, môže porézne aktívne uhlie optimalizovať medzifázovú väzbu medzi kremíkom a uhlíkom a obmedziť nadmerný rast filmov SEI, čím sa ďalej zlepší stabilita cyklu a životnosť kremíkových uhlíkových-anód.

 

Pórovité aktívne uhlie, ktoré nie je len vedľajším pomocným materiálom v systémoch pevných{0}}batérií, má nenahraditeľnú pozíciu jadra v systémoch kremíkových{1}}uhlíkových anód. Slúži ako kritický podporný materiál, ktorý poháňa industrializáciu kremíkových-uhlíkových anód od laboratórneho výskumu až po komerčnú výrobu a uľahčuje skok vo výkonnosti polovodičových-batérií.

 

V súčasnosti sa suroviny pre porézne aktívne uhlie delia hlavne do troch kategórií, z ktorých každá má odlišné vlastnosti z hľadiska výkonu, nákladov a technologickej vyspelosti:

• Pórovité aktívne uhlie-na báze živiceVďaka použitiu surovín, ako je fenolová živica, je v súčasnosti hlavnou voľbou pre špičkové-kremíkové{1}}uhlíkové anódy. Môže sa pochváliť vysokým špecifickým povrchom, veľkým objemom pórov a vynikajúcim výkonom, napriek tomu je brzdený vysokými nákladmi na suroviny a relatívne nízkou elektrickou vodivosťou.
• Porézne aktívne uhlie-na báze biomasyTento typ porézneho aktívneho uhlia, vyrobený z obnoviteľných zdrojov vrátane škrobu a kokosových škrupín, má bohaté zdroje surovín a nízke náklady. Jeho špecifický povrch a štruktúra pórov sú však horšie ako u porézneho aktívneho uhlia na báze živice-.
• Pórovité aktívne uhlie na báze-smolyVyrába sa z uhoľného dechtu a ropnej smoly a vykazuje veľký potenciál v oblasti kontroly nákladov a elektrickej vodivosti. Napriek tomu technológia na presnú kontrolu veľkosti pórov zostáva nezrelá a vyžaduje si ďalšie technické objavy.

 

 

S neustálym pokrokom industrializácie pevných-batérií sa porézne aktívne uhlie ako základný materiál preCVD kremíkové{0}}uhlíkové anódy, bude svedkom silného rastu dopytu na trhu spolu s rozsiahlym{0}}aplikovaním kremíkových-uhlíkových anód. Predpokladá sa, že dopyt po poréznom aktívnom uhlí dosiahne v roku 2030 48 500 metrických ton, čím sa vytvorí trh v hodnote viac ako 7 miliárd RMB so zloženou ročnou mierou rastu 77,36 % od roku 2024 do roku 2030.

 

Na tomto pozadí vstúpil priemysel s poréznym aktívnym uhlím do zlatého vývojového obdobia. Naša spoločnosť jejediný domáci podnik, ktorý realizoval hromadnú výrobu-porézneho aktívneho uhlia na báze biomasy, čím sme prelomili{0}}dlhodobý monopol japonského Kuraray v tejto oblasti. Prijímame integrovaný proces fyzikálnej a chemickej aktivácie, ktorý prináša nižšiu spotrebu energie v porovnaní s ostatnými priemyselnými zariadeniami. V súčasnosti je naša prevádzková výrobná kapacita porézneho aktívneho uhlia 500 ton ročne, zatiaľ čo prebiehajúci stavebný projekt s kapacitou 2 000 ton ročne by mal byť plne funkčný do konca mája 2026.

 

Ak máte akékoľvek otázky týkajúce sa porézneho aktívneho uhlia, neváhajte nás kontaktovať! Sme pripravení kedykoľvek poskytnúť profesionálne odpovede a{0}}kvalitné služby!

Kontaktujte teraz