分散剂在石墨烯分散液的试验-华樾

华樾精细化工（昆山）有限公司

分散剂在石墨烯分散液的试验

石墨烯分散液在铅酸电池中与硫酸的反应主要通过以下机理发挥作用：

1. 反应机理

导电网络增强‌：石墨烯分散液在电极中形成三维导电网络，显著提升电子传输效率，降低电池内阻‌

抑制硫酸盐化‌：石墨烯涂层可细化硫酸铅晶体，防止其粗化导致的不可逆硫酸盐化，延长电池寿命。

离子传输优化‌：石墨烯复合材料改善电解液分布，增强氢离子（H⁺）迁移速率，尤其在低温或高倍率充放电时表现更优‌

2.实际影响

性能提升‌：能量密度提高约20%，循环寿命可达800-1000次（传统铅酸电池为350-400次）‌

成本与工艺‌：石墨烯添加增加制造成本，但通过精密工艺（如浆料复合、表面改性）可平衡性能与成本‌

3. 技术挑战

分散稳定性‌：石墨烯易团聚，需分散剂确保均匀分布‌

析氢副反应‌：高浓度硫酸可能引发石墨烯氧化，需控制电解液浓度‌

综上，石墨烯分散液通过优化电化学反应动力学，显著提升铅酸电池性能，但需解决工艺复杂性和成本问题。

石墨烯分散液具体生产工艺

分散液配方

生产工艺：

1. 原料准备与预处理

原料‌：采用还原氧化石墨烯（含氧量4-16%）

预处理‌：将石墨烯与溶剂（如水、硫酸、分散剂）初步混合，形成悬浊液。

2. 超声波分散

设备‌：超声细胞破碎机。

参数‌：超声频率20-70KHz，功率1-3KW，时间30-60分钟。

作用‌：通过空化效应破坏石墨烯团聚，实现初步剥离。

3. 高压均质（HPH）

设备‌：高压微射流均质机。

参数‌：压力100-300MPa，循环处理10-200次。

作用‌：极端剪切力使石墨烯片层变薄，分散液浓度可达15 mg/mL‌

4. pH值调节

试剂‌：多功能助剂1995A或盐酸（HCl）。

目标‌：调节至pH 1.5-2.0（铅酸电池体系）‌

作用‌：优化石墨烯与硫酸的界面结合，抑制副反应。

‌5. 后处理与稳定

离心分离‌：去除大颗粒，提升均匀性‌

6.稳定性测试‌：室温放置6个月，团聚率需≤10%。

ADD：江苏昆山花桥立德企业园5-1