彭立祥：混合聚苯胺/石墨烯納米復(fù)合物電池材料的協(xié)同電荷遷移機理
圖為銀旺科技股份有限公司彭立祥博士
彭立祥：謝謝主持人，我是代表銀旺公司來這邊跟各位做一個報告。我們是一家臺灣的公司，已經(jīng)拿到專利了。我們希望通過這樣一個研發(fā)來跟各位做一個技術(shù)交流。
我們會針對我們的研究目的、研究的對象來做結(jié)論。
我們公司很小，也沒有辦法提供一些我們公司內(nèi)部研發(fā)真正的成果。我們在研究內(nèi)容上雖然是一個小單位，但是也希望透過這項研發(fā)看看有沒有機會在這個電池上面占有一點點的位置。
我們這個研究，我們希望研究的東西很好，就像我一樣，頭發(fā)都白了，但是也沒有非常白，即使是這樣我還可以代替公司來做這場演講，我們的領(lǐng)導在下面。給大家介紹一下，很難得來內(nèi)地做演講，我這輩子已經(jīng)有十幾年沒有做過演講了。
我們的電池就是壽命一定要長、好用，但是電池的基本核心，它的能量損耗是不可逆的，在這種條件之下我們怎么讓它整個電池的系統(tǒng)能夠穩(wěn)定下來？我們?yōu)榱私鉀Q這樣一個能力的損失，我們就想到了，整個電池系統(tǒng)里面5G材料這一塊我們能參與的并不多，因為資金非常少，怎么樣來做這件事？我們公司有開發(fā)納米復(fù)合材料。
在這個過程里面我們覺得有這個機會，透過這個電池會產(chǎn)生反應(yīng)的現(xiàn)象，我們是不是可以試圖用這個新材料去改善它SEI的現(xiàn)象，是不是內(nèi)阻抗里面可以獲得一些回響？主要是在這里，所以我們希望來改變它電化學的性質(zhì)。所以我們是透過CV跟EVI的特性來做一些表現(xiàn)。
我們選用的是多層石墨烯，我們是商業(yè)化買來了，也許不是真正的石墨烯。但是石墨烯經(jīng)過活化以后表面的層狀的東西會是一個很好的容器。我們透過合成的手段也可以達到一個分散的效果。
我們經(jīng)過合成的手段可以看出來，它會把導電器拉到一個最佳的條件上。
這個是我們買的石墨烯的材料，我們得到了這樣一個圖形。它的顆粒變化就像我們現(xiàn)在SIE的圖形一樣。從這個涂布的現(xiàn)象來看，這是在正極材料上的特性。至于說我們這個納米材料本身，我們可以證明，也真的是達到了一個多層次的這種層狀材料。
我們分別針對三個材料來進行，一個是NCM的材料，另外一個是鋰鐵材料，第三個是鋰鈷材料。
我們在NCM的材料里面我們可以看到，離子的傳導特性加入到石墨烯的材料里面，可以達到最佳的一個現(xiàn)象，使離子傳導跟電子傳導達到一個最佳平衡的狀態(tài)。
這個是EIS的圖形，我們可以看出來，加一帕的石墨烯，我們在紅色的那個圖樣里面可以看到，它的電極片的電阻達到最低，擴散系數(shù)也可以降到一個很低的程度。
我們從NCM的圖形里面可以看出來，它的放電效果、充電效果都可以達到一個非常穩(wěn)定的現(xiàn)象。
這樣的一個內(nèi)容里面，我們明顯的從0.5C到5C之間，它的容量都可以得到一個很好的提升。放電效果在起始放電的下面也有一個很好的現(xiàn)象。我們在鋰鐵材料里面里研究一下，我們還是選擇一帕的石墨烯材料來做，我們可以看到這個電子傳導的現(xiàn)象明顯可以得到提升。
充放電的圖形中也可以看出這樣一個現(xiàn)象。紅色的文字可以看出來，在起始的定位上，或者是所謂的能量充電上都可以得到一個很大的提升。
我們透過這個研究來看看它有沒有好的現(xiàn)象，這個材料全部都是商業(yè)化的產(chǎn)品，不是我們開發(fā)的，我們只是放入1帕的材料進去看它的現(xiàn)象。我們可以明顯的看出來，它的電核離子的轉(zhuǎn)移現(xiàn)象明顯提升了。
在這個圖形里面我們也可以看出來，在紅色部分1帕的條件之下，也有2帕的，最佳的還是1帕的，這樣才可以讓石墨烯的材料達到最佳的條件。
這是充電的部分，它的可逆性是可以得到提升的。
從它充電的效果里面我們可以看出來，它可以充到2C、3C。在放電的部分，我們可以看出來這個差異是非常大的，如果在這種條件之下，3C應(yīng)該是可以用的。
從這個測試里面，我們看出來了，它的擴散加入以后，明顯得到了提升。
從它的壽命來看，我們有故意做加法實驗，我們做到4.5來看它測試的結(jié)果，每10次來看一下它的現(xiàn)象，來看一下它的變化如何。
充到4.2跟4.5的方方位明顯可以看出來，電極的阻抗明顯降低了很多。從4.5也可以看出來。我們把這個數(shù)據(jù)整合一下，這邊是離子擴散的部分，添加了我們的材料之后這個效果可以明顯的降下來。
我們再把ES測試的圖，把它的資料拿出來看一下，從第10次一直到50次，所以ES這樣的分析中我們可以看出來，我們看一下SEI的阻抗，我們發(fā)現(xiàn)加入我們這個材料的時候，充到4.2的時候是明顯降低了。
如果充到4.5，我相信材料內(nèi)部一定產(chǎn)生相變化了，你可以看出來，SEI4.5到4.25的話，如果不加的話SEI的變化是不大的，但是如果加入的話明顯降低了很多。我們從這邊可以看出來，我們石墨烯的加入在1帕的條件之下，做什么事情，你改變了一些事情之后有可能全部都破壞掉了。從這里面我們可以看出來，它在電核轉(zhuǎn)移這里可以達到一個最佳的平衡，增加他充放電的效果。
0.5C的放電圖形，抽出來它循環(huán)的次數(shù)，感覺這個能量會更穩(wěn)定、會更高。如果是改成在1C的條件之下，我們的效果會更好，如果改成到2C的話，差異就會更大。
如果做到3C的話，我們從這個放電的定位跟它的充放電效果里看，這個差異明顯很大。
我們做一個總結(jié)，我們這樣一個電池添加這樣的納米復(fù)合材料進去，明顯的可以形成一個新的SEI層。從阻抗分析來可以看處理，在離子傳導這里可以達到一個比較好的結(jié)果。
我們的添加量大概是1帕左右，但是說小于3帕以內(nèi)也是要看一下你的材料的屬性。另外一類是降低溶解性。
最后，從EIS的分析里面我們可以看出來，它的電核轉(zhuǎn)移，作用轉(zhuǎn)移現(xiàn)象明顯的可以達到一個最佳化的結(jié)果，使我們這樣一個材料在安全性上面，也許會有一個機會。
提問：在陰極上的氧化性你有考慮到嗎？
彭立祥：我們沒有去做詳細的分析。
提問：我覺得這個可以明顯反應(yīng)出氧化特征，你要用真的石墨電極去做負極，完了以后用這個去做你的正極。如果有氧化反應(yīng)的話就會非常的明顯，尤其是在高溫底下。跑你而來林（音）一般是比較容易被氧化的。
彭立祥：就算是石墨烯也是一樣的。我沒有做過實驗，因為我們沒有任何資源做這樣的實驗，如果有這樣的實驗，我就會有一堆的資料，但是我們沒有做。完全在無資源的下做這個實驗，所以我們只能做電化學分析，告訴你會發(fā)生什么現(xiàn)象。
我們公司希望，我這個老頭子可以上來講一下，也許大家也可以做一個合作，我可以把我們的材料拿來給貴單位做一下分析，看看結(jié)果會怎么樣，甚至我們希望說，有機會找1860也來做一下。
我們從一個材料的穩(wěn)定性來看，我們?nèi)慷加蒙虡I(yè)化的產(chǎn)品。我希望以后有機會也可以進一步的合作。
提問：我想確認一件事，你降低阻抗，那么實驗結(jié)果是基于同樣重量的電極還是表面積？
彭立祥：我們是在同樣的厚度，我們是固定的。因為它的顆粒態(tài)小了，所以我們也做了很久。我真的拿出來給人家看，人家說你做這個實驗又沒有經(jīng)過真實的驗證，怎么就說你好呢？
現(xiàn)在在臺灣來看，電池已經(jīng)做的很少了，全部被打敗了，沒有資金就不要談了。我覺得研究其實是很簡單的，有腦袋沒有錢，一點辦法都沒有，你要從想象中去找出你的辦法出來。
在2、30年前做研究的時候，連爐子都要自己做，哪有設(shè)備來分析，可是現(xiàn)在的設(shè)備這么多，可是我們拿不到，如果我在臺灣大學的話我就會很不一樣了。我就是這樣介紹一下，看看大家有沒有興趣來做合作，謝謝！
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