石墨電極,傳統工藝,石墨電極片,氧化氣脫硫。今天介紹高能電極。高能電極是指利用高能物質,石墨(c)和石墨烯(s)電極復合而成的電極。石墨烯(c)被廣泛用于半導體制造,但鋰離子的燃燒更為緩慢,因此,石墨烯電極也很快被制造出來。其耐高溫性能優良,可制成高密度的材料,石墨烯制備工藝也很多,根據不同的性質可以制成混合材料、固體材料、晶體材料等。
石墨電極制備過程中,電極外層材料的尺寸較小,制備的難度也就比較高。制備石墨烯電極的方法有層析法和擴散法兩種。層析法將不溶于水的石墨烯和金屬離子收集器并置,再加載氧化氣以獲得高純度的電極材料。而擴散法為生產多晶電極制作工藝,要求擴散體積盡可能小,但電極質量要保證。目前,石墨烯電極基本成熟,石墨烯光刻機制成的半導體電極已投入市場應用。
目前制備石墨烯電極方法有層析法和擴散法兩種。層析法制備石墨烯電極是根據石墨烯在通電后形成復合結構而制備電極的方法。電極材料摻雜石墨烯形成無定形電極復合基態,擴散法制備的石墨烯電極比層析法制備的電極更易脫硫脫磷,且絕緣性好,硬度高。而三相點法制備的石墨烯電極沒有層間隙,具有較好的導電性。層析法制備電極的工藝步驟為:通電、石墨烯導電、電極材料摻雜、反應液中加入高效擴散物料(氧化氣、二氧化硅等)、擴散、返液、純化、濾布、電極試片等工序。
三相點法制備石墨烯電極的工藝步驟為:夾持電極、脫硫、反應液加入、返液、凈化、電極試片等工序。層析法制備的電極通電后,電極附近產生層間間隙,電極材料有效成分的選擇性、可靠性等不高。擴散法制備的電極材料具有更高的適用性,且可多次更換導電材料,生產出高質量、低成本的石墨烯電極。有效改善反應液和電極材料的物理特性。
此外,擴散法制備的電極耐高溫,絕緣等比層析法制備的電極好。三相點法制備的電極工藝步驟為:層狀導電,并排集流體。鈦電極除采用層析法制備外,還可采用其他工藝。如二氧化鈦、四氧化二釩、四氟化鐵等。四氧化三釩電極與鈣鈦礦混合后再與石墨烯復合制成。石墨烯電極分為層層剝離方法制備的層層剝離石墨烯電極和無法剝離的方法制備的層層剝離方法石墨烯電極。
層剝離方法制備的電極外部的結構很穩定,但易脫硫脫磷,且導電性能差,但在薄膜、薄膜中有明顯的使用優勢。無法剝離的方法制備的無法脫硫脫磷的層層剝離石墨烯電極,以及采用二氧化鈦制備的碳化硅層剝離石墨烯電極,在薄膜、薄膜及厚層中效果比較好。今天就說到這里,明天繼續分享。