Penyimpanan energi serat pra-oksidasi adalah bahan penyimpanan energi berkinerja tinggi
serat pra-oksidasisebagai bahan utama, yang memiliki insulasi listrik, manajemen termal, dan sifat mekanik yang sangat baik.Ini telah banyak digunakan dalam baterai dan sistem penyimpanan energi, terutama di lingkungan bersuhu tinggi dan permintaan tinggi.Berikut ini adalah pengenalan rinci tentang penyimpanan energi serat pra-oksidasi:
Komposisi dan struktur bahan Penyimpanan energi serat pra-oksidasi terutama terbuat dari serat pra-oksidasi.Serat pra-oksidasi (Serat Pra-Teroksidasi, disebut sebagai serat Pra-Sapi) diperoleh melalui oksidasi suhu tinggi dari serat poliakrilonitril (PAN), yang memiliki stabilitas suhu tinggi dan sifat mekanik yang sangat baik.Serat pra-oksidasi dibuat menjadi struktur kempa melalui proses non-anyaman, yang memberikan porositas dan luas permukaan yang baik, yang membantu meningkatkan adsorpsi dan konduktivitas termal.
Penyimpanan energi serat pra-oksidasi terasa pada proses pembuatannya
1. Perlakuan awal serat
Pemilihan bahan baku: Pilih serat poliakrilonitril (PAN) berkualitas tinggi yang telah dioksidasi sebelumnya.Panaskan serat PAN hingga 200-300 derajat Celcius di udara untuk mengubah struktur molekulnya dan membentuk serat pra-oksidasi yang stabil.
Perlakuan karbonisasi: Serat pra-oksidasi dipanaskan secara bertahap hingga 800-1200 derajat Celcius di bawah perlindungan gas inert (seperti nitrogen atau argon).Dalam proses ini, komponen organik dalam serat terurai, dan hidrogen, nitrogen, oksigen, dll. diuapkan, meninggalkan kerangka karbon murni.Pemanasan lebih lanjut hingga 1200-1600 derajat Celcius semakin mengembun dan menata ulang kerangka karbon, sehingga meningkatkan kepadatan struktural dan sifat mekanik serat karbonisasi.Perlakuan grafitisasi: Atom karbon dalam serat karbonisasi disusun menjadi struktur kristal grafit untuk meningkatkan konduktivitas listrik dan konduktivitas termal.Dengan perlakuan suhu tinggi: Serat berkarbonisasi selanjutnya dipanaskan hingga 2000-3000 derajat Celcius di bawah perlindungan gas inert.Langkah ini menyebabkan atom karbon tersusun ulang menjadi struktur grafit berlapis, membentuk serat grafit dengan kristalinitas tinggi dan konduktivitas listrik yang baik.Perlakuan aktivasi: Luas permukaan spesifik dan struktur pori serat grafit ditingkatkan dengan metode kimia atau fisik, sehingga meningkatkan kinerja penyimpanan energinya, terutama dalam penerapan perangkat penyimpanan energi elektrokimia.
Aktivasi kimia: Pemilihan aktivator: Aktivator kimia yang umum digunakan antara lain kalium hidroksida (KOH), asam fosfat (H3PO4), natrium hidroksida (NaOH), dll. Impregnasi: Impregnasi serat grafit dalam larutan aktivator untuk memastikan bahwa aktivator menembus secara merata ke dalam serat.Aktivasi pemanasan: Perlakuan aktivasi dilakukan pada suhu tinggi 400-900 derajat Celcius.Aktivator kimia bereaksi dengan serat karbon pada suhu tinggi untuk menghasilkan sejumlah besar mikropori dan mesopori, yang secara signifikan meningkatkan luas permukaan spesifik serat.Pembersihan: Buang sisa aktivator dan produk sampingannya, biasanya menggunakan metode pencucian asam dan pencucian air.
Aktivasi fisik: Aktivasi gas: Serat grafit dikontakkan dengan gas pengaktif (seperti karbon dioksida atau uap air) pada suhu tinggi.Gas bereaksi dengan karbon membentuk struktur pori dan meningkatkan luas permukaan spesifik.Kontrol suhu: Kontrol suhu dan aliran gas secara ketat untuk memastikan keseragaman dan pengendalian struktur pori.
2. Proses bukan tenunanProses pelubangan jarum: Serat pra-oksidasi dibuat menjadi struktur seperti kain kempa melalui proses pelubangan jarum untuk membentuk jaring serat yang seragam.
Ikatan kimia: Gunakan perekat yang sesuai untuk merekatkan serat guna meningkatkan kekuatan dan stabilitas kain kempa.
Pengerolan panas: Kepadatan dan kekuatan kain kempa semakin ditingkatkan melalui proses pengerolan panas.
3. Perawatan permukaanPelapisan: Sesuai dengan persyaratan aplikasi, bahan penyimpan energi serat pra-oksidasi dilapisi untuk meningkatkan konduktivitas atau ketahanan kimianya.
Kinerja penyimpanan energi serat pra-oksidasi terasa
- Ketahanan suhu tinggi: Serat pra-oksidasi memiliki ketahanan suhu tinggi yang sangat baik, dapat menjaga stabilitas di lingkungan suhu tinggi, tidak mudah rusak atau terurai, dan cocok untuk baterai suhu tinggi dan sistem penyimpanan energi.
- Kinerja tahan api: Penyimpanan energi serat pra-oksidasi memiliki sifat tahan api yang baik, tidak akan terbakar saat terkena api, secara efektif dapat mencegah penyebaran api, dan meningkatkan keamanan sistem penyimpanan energi.
- Isolasi listrik: Penyimpanan energi serat pra-oksidasi memiliki sifat isolasi listrik yang sangat baik, dapat mencegah korsleting internal pada baterai, dan memastikan keamanan dan stabilitas sistem penyimpanan energi.
- Kinerja manajemen termal: Penyimpanan energi serat pra-oksidasi memiliki konduktivitas termal yang baik, dapat menghantarkan dan menyebarkan panas secara efektif, mencegah baterai terlalu panas selama pengoperasian, dan meningkatkan masa pakai dan kinerja baterai.
- Sifat mekanis: Bahan penyimpan energi kawat pra-oksidasi memiliki kekuatan dan ketangguhan tinggi, dapat menahan tekanan mekanis dan getaran, serta melindungi baterai dari kerusakan fisik.
- Ketahanan korosi kimia: Penyimpanan energi kawat pra-oksidasi memiliki toleransi yang baik terhadap berbagai bahan kimia (termasuk elektrolit), dan dapat digunakan untuk waktu yang lama di lingkungan kimia yang keras tanpa degradasi.
- Ringan: Penyimpanan energi kawat pra-oksidasi terasa ringan, yang membantu mengurangi bobot keseluruhan sistem penyimpanan energi dan meningkatkan kepadatan energi dan efisiensi sistem.
Penerapan penyimpanan energi kawat pra-oksidasi terasa
1. Bahan diafragma baterai lithium-ion:Kain penyimpan energi kawat pra-oksidasi dapat digunakan sebagai bahan diafragma untuk baterai lithium-ion, menyediakan isolasi listrik dan fungsi manajemen termal untuk mencegah korsleting internal pada baterai.Lapisan manajemen termal: digunakan untuk lapisan manajemen termal dalam kemasan baterai agar dapat menghantarkan dan menyebarkan panas secara efektif serta mencegah baterai terlalu panas.
2. Dukungan material Elektroda Superkapasitor:Kain penyimpan energi kawat pra-oksidasi dapat digunakan sebagai lapisan pendukung untuk bahan elektroda superkapasitor, memberikan kekuatan mekanik dan konduktivitas, serta mengoptimalkan kinerja kapasitor.
3. Lapisan Difusi Gas Sel Bahan Bakar:Felt Penyimpanan Energi Kawat Praoksidasi dapat digunakan sebagai lapisan difusi gas untuk sel bahan bakar, memberikan konduktivitas dan permeabilitas gas yang baik, serta mengoptimalkan efisiensi baterai.
4. Manajemen Termal Paket Baterai Kendaraan Listrik:Digunakan untuk manajemen termal paket baterai kendaraan listrik guna memastikan kontrol suhu baterai saat bekerja di bawah beban tinggi, dan meningkatkan keselamatan dan ketahanan kendaraan.
5. Sistem Penyimpanan Energi Peralatan Penyimpanan Energi Skala Besar:Dalam sistem penyimpanan energi skala besar, kain penyimpan energi kawat praoksidasi digunakan sebagai bahan manajemen termal dan isolasi listrik untuk memastikan stabilitas dan keamanan sistem dalam pengoperasian jangka panjang.
6.
Pakaian Antistatis Industri Elektronik:Felt Penyimpanan Energi Kawat Praoksidasi dapat digunakan untuk membuat pakaian antistatis untuk melindungi komponen elektronik dari interferensi statis.Bahan Tahan Api dan Panas: Digunakan untuk manajemen termal peralatan elektronik, menyediakan fungsi insulasi api dan panas.
