ERS2000 石墨烯复合材料分散机在锂离子电池行业的应用

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碳材料是zui早被商业化的锂离子电池负极材料，如今已得到广泛的应用，如石墨化碳材料、炭微球材料等。石墨烯作为碳材料的一员，以其*的结构、较高的比表面积、特异的电子传导方式而受到研究者的关注。

　　石墨烯基的复合材料作为负极材料也比单一的原材料电极普遍表现出更优异的性能。这是由于：①石墨烯的引入，可以有效地缓解负极材料在脱嵌锂过程中严重的体积膨胀，延迟电极的使用寿命；②石墨烯可以和某些物质产生协同效应，实现比原电极更高的比容量和更好的循环性能；③某些元素的加入可以防止石墨烯表面的失活。所以，石墨烯基复合材料是一种优异的锂离子电池负极材料。Lian 等将氧化石墨粉末在氮气气氛下快速热膨胀制备高品质的石墨烯薄片，在电流密度为100 mA/g 的条件下，其*可逆容量为1 264 mAh/g，40 次循环后其可逆容量为848 mAh /g；当电流密度提高至500 mA/g 时，其可逆容量仍然可达到718 mAh /g。Shanmugharaj 等在微波条件下，通过石墨的氧化和迅速膨胀，制备石墨烯片层，它的初始放电容量为580 mAh /g，50 次循环后，其比容量为420 mAh /g，表现出良好的循环性能。Li Tian 等在300 ℃下通过H2热还原氧化石墨制备石墨烯，将此石墨烯作为负极材料，在电流密度为50 mA/g 的条件下，其放电容量为1 540 mAh /g，库仑效率在97%以上。

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　　由此可知，无论哪种方法制备的石墨烯，其可逆容量都要远远高于石墨负极，其循环性能也要好于石墨负极。

IKN分散机采取直立式设计，使物料可以全部进入分散腔，符合工艺要求和流体力学要求，增加其工作效率，***低处出口的出料设计符合生产要求，垂直的压力使得该机器工作更加稳定，同时便于清洁。与物料接触的材料根据生产要求使用SS316钢或更加耐酸碱的哈氏合金，*增强其耐磨损和耐腐蚀的特性，杜绝设备与物料产生物理和化学变化而形成污染。采用了三层结构卡匣式的机械密封设计，可以快速安装，可靠性能高，适合制药工业。根据制药规范要求，对分散腔和出料口进行表面处理，*的表面处理质量和*设计便于清洗，符合CIP及SIP的清洁标准。

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以石墨烯为基体制备纳米复合物材料的实验和理论研究拓展了石墨烯的应用。目前对于石墨烯的复合方法主要有以下3 种： ①对石墨烯进行表面修饰或元素掺杂，使石墨烯能够在不同的溶剂中形成稳定的分散体系；②在石墨烯上负载金属或金属氧化物等无机纳米颗粒，该类复合材料在催化、生物传感、电池、超级电容器等方面有着广泛的应用潜能;③石墨烯与高聚物复合也已在机械性能、光伏电池、超级电容器等方面展现出较为优异的性能。

　　目前石墨烯材料的研究还面临着许多问题和挑战，如石墨烯与无机纳米颗粒的相互作用机理、与高聚物的相容性、复合材料应用的拓展与深入等，仍亟待进一步深入研究。石墨烯的出现，给研究者提供了一个充满魅力和想象空间的研究对象，相信在不久的将来，石墨烯定会在更多的领域得到更为广泛和深入的应用。