Graphitfilzelektrode

Voroxidierter Faser-Energiespeicherfilz ist ein Hochleistungs-Energiespeichermaterial mit voroxidierte Faser Als Hauptmaterial zeichnet es sich durch hervorragende elektrische Isolierung, Wärmemanagement und mechanische Eigenschaften aus. Es wird häufig in Batterien und Energiespeichersystemen eingesetzt, insbesondere in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohem Bedarf. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Einführung in voroxidierten Faser-Energiespeicherfilz:

Materialzusammensetzung und -struktur: Energiespeicherfilz aus voroxidierten Fasern besteht hauptsächlich aus voroxidierten Fasern. Voroxidierte Fasern (Pre-Ox-Fasern) werden durch Hochtemperaturoxidation von Polyacrylnitril (PAN)-Fasern gewonnen, die eine hohe Temperaturbeständigkeit und hervorragende mechanische Eigenschaften aufweisen. Voroxidierte Fasern werden durch ein Vliesverfahren zu einer Filzstruktur verarbeitet, die eine gute Porosität und Oberfläche bietet und so die Adsorption und Wärmeleitfähigkeit verbessert.

1. Faservorbehandlung
Rohstoffauswahl: Wählen Sie hochwertige, voroxidierte Polyacrylnitrilfasern (PAN). Erhitzen Sie die PAN-Faser an der Luft auf 200–300 Grad Celsius, um ihre Molekularstruktur zu verändern und eine stabile, voroxidierte Faser zu bilden.

Karbonisierungsbehandlung: Die voroxidierte Faser wird unter Schutz eines Inertgases (wie Stickstoff oder Argon) allmählich auf 800–1.200 Grad Celsius erhitzt. Bei diesem Vorgang werden die organischen Bestandteile der Faser zersetzt und Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff usw. verflüchtigt, sodass ein reines Kohlenstoffgerüst zurückbleibt. Durch weiteres Erhitzen auf 1.200–1.600 Grad Celsius wird das Kohlenstoffgerüst weiter verdichtet und neu angeordnet, wodurch die Strukturdichte und die mechanischen Eigenschaften der karbonisierten Faser verbessert werden. Graphitisierungsbehandlung: Die Kohlenstoffatome der karbonisierten Faser werden in einer Graphitkristallstruktur angeordnet, um ihre elektrische und thermische Leitfähigkeit zu verbessern. Durch Hochtemperaturbehandlung: Die karbonisierte Faser wird unter Schutz eines Inertgases weiter auf 2.000–3.000 Grad Celsius erhitzt. Dieser Schritt bewirkt, dass sich die Kohlenstoffatome in einer geschichteten Graphitstruktur neu anordnen, wodurch eine graphitisierte Faser mit hoher Kristallinität und guter elektrischer Leitfähigkeit entsteht. Aktivierungsbehandlung: Durch chemische oder physikalische Methoden werden die spezifische Oberfläche und die Porenstruktur der graphitierten Faser vergrößert und so ihre Energiespeicherleistung, insbesondere bei der Anwendung elektrochemischer Energiespeicher, verbessert.

Chemische Aktivierung: Auswahl des Aktivators: Häufig verwendete chemische Aktivatoren sind Kaliumhydroxid (KOH), Phosphorsäure (H3PO4), Natriumhydroxid (NaOH) usw. Imprägnierung: Die graphitierte Faser wird in der Aktivatorlösung imprägniert, um sicherzustellen, dass der Aktivator gleichmäßig in die Faser eindringt. Wärmeaktivierung: Die Aktivierung erfolgt bei einer hohen Temperatur von 400–900 °C. Der chemische Aktivator reagiert bei hoher Temperatur mit der Kohlenstofffaser und erzeugt eine große Anzahl von Mikroporen und Mesoporen, wodurch die spezifische Oberfläche der Faser deutlich vergrößert wird. Reinigung: Entfernen Sie Aktivatorreste und Nebenprodukte, üblicherweise durch Säure- und Wasserwäsche.

Physikalische Aktivierung: Gasaktivierung: Die graphitierte Faser wird bei hoher Temperatur mit einem aktivierenden Gas (wie Kohlendioxid oder Wasserdampf) in Kontakt gebracht. Das Gas reagiert mit Kohlenstoff, bildet eine Porenstruktur und vergrößert die spezifische Oberfläche. Temperaturkontrolle: Streng kontrollierte Temperatur und Gasfluss gewährleisten die Gleichmäßigkeit und Kontrollierbarkeit der Porenstruktur.

1. Lithium-Ionen-Akku Membranmaterial: Voroxidierter Draht-Energiespeicherfilz kann als Membranmaterial für Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden und bietet elektrische Isolierung sowie Wärmemanagementfunktionen, um interne Kurzschlüsse in der Batterie zu verhindern. Wärmemanagementschicht: Wird für Wärmemanagementschichten in Batteriepacks verwendet, um Wärme effektiv zu leiten und abzuleiten und eine Überhitzung der Batterie zu verhindern.

2. Materialunterstützung für Superkondensatorelektroden: Voroxidierter Energiespeicherfilz aus Drähten kann als Trägerschicht für Elektrodenmaterialien von Superkondensatoren verwendet werden, sorgt für mechanische Festigkeit und Leitfähigkeit und optimiert die Kondensatorleistung.

3. Gasdiffusionsschicht für Brennstoffzellen: Voroxidierter Draht-Energiespeicherfilz kann als Gasdiffusionsschicht für Brennstoffzellen verwendet werden, da er eine gute Leitfähigkeit und Gasdurchlässigkeit bietet und die Batterieeffizienz optimiert.

4. Wärmemanagement des Batteriepacks von Elektrofahrzeugen: Wird für das Wärmemanagement von Batteriepacks von Elektrofahrzeugen verwendet, um die Temperaturkontrolle der Batterien bei Betrieb unter hoher Belastung sicherzustellen und die Sicherheit und Lebensdauer der Fahrzeuge zu verbessern.

5. Energiespeichersystem Großanlagen zur Energiespeicherung: In großen Energiespeichersystemen wird voroxidierter Energiespeicherfilz aus Draht als Wärmemanagement- und elektrisches Isoliermaterial verwendet, um die Stabilität und Sicherheit des Systems im Langzeitbetrieb zu gewährleisten.

6. Antistatische Kleidung für die Elektronikindustrie: Aus voroxidiertem Draht-Energiespeicherfilz lassen sich antistatische Kleidungsstücke herstellen, die elektronische Bauteile vor statischer Beeinflussung schützen. Feuer- und hitzebeständige Materialien: Werden für das Wärmemanagement elektronischer Geräte verwendet und bieten Feuer- und Wärmeschutzfunktionen.