Fibre de carbone de stockage d'énergie

Les fibres de carbone de stockage d'énergie sont un type de matériau avancé en fibre de carbone qui combine des capacités de charge structurelle-avec des propriétés de stockage d'énergie électrochimique. Grâce à une modification de surface, une conception structurelle ou un renforcement composite, tout en conservant les avantages de haute résistance et de légèreté des fibres de carbone, elles leur confèrent des fonctions telles que des anodes de batterie lithium-ion, des électrodes de supercondensateur ou un stockage d'énergie structurel intégré. Il brise la frontière fonctionnelle entre « portance- et « stockage d'énergie » des matériaux traditionnels, réalisant une percée révolutionnaire des « matériaux comme dispositifs de stockage d'énergie » et devenant une solution de base pour l'intégration légère et efficace du stockage d'énergie dans des domaines tels que les véhicules à énergies nouvelles, l'aérospatiale et les appareils portables.

Classé par microstructure et processus de fabrication
Fibres de carbone de stockage multimicroscopiques : taille de pores 10-100 nm, porosité supérieure à 80 %, surface spécifique jusqu'à 2 000 m²/g, préparées par activation chimique ou méthodes de gabarit, utilisées dans les supercondensateurs et les batteries à haut débit
Fibres de carbone de stockage graphitées : graphitisation à haute-température supérieure à 2 800 degrés, avec une structure en couches bien-développée, d'excellentes performances d'insertion des-ions lithium, capacité jusqu'à 358 mAh/g (type IMS65), utilisées comme électrode négative des batteries lithium-ion.
Fibres de carbone de stockage à surface-modifiée : traitées avec du plasma d'Ar, oxydation, greffage, etc., introduisant des sites actifs pour améliorer les performances électrochimiques, comme une densité d'énergie de surface de 4,1 μWh/cm² après modification du plasma
Fibres de carbone de stockage nanocomposites : chargées de nanotubes de carbone, de graphène, etc., construisant un réseau conducteur tridimensionnel-, réduisant la résistance interne de l'électrode de 60 % et atteignant une densité d'énergie de ligne de 2,62 mWh/cm³
Fibres de carbone de stockage imprimées en 3D : utilisation d'une technologie de fabrication additive, conception de structures complexes pour obtenir une correspondance précise entre le stockage d'énergie et la structure, utilisées dans des appareils portables personnalisés

Notes d'utilisation
Traitement de surface : Avant utilisation, une activation de surface (telle qu'un traitement au plasma) est nécessaire pour améliorer les performances électrochimiques.
Compatibilité électrolytique : sélectionnez l'électrolyte approprié en fonction du type de stockage d'énergie. Pour les batteries lithium-ion, utilisez des électrolytes à base de carbonate- ; pour les supercondensateurs, utilisez des électrolytes liquides aqueux ou ioniques.
Contrôle de la température : la température de fonctionnement doit être contrôlée entre -20 degrés et 60 degrés pour éviter une dégradation des performances due à des températures élevées.
Charge mécanique : pour les applications structurelles de stockage d'énergie, une analyse par éléments finis doit être effectuée pour garantir une répartition uniforme de la charge et éviter la concentration locale des contraintes.
Protection de sécurité : utilisez des revêtements isolants et des matériaux ignifuges-pour éviter les courts-circuits et les risques d'emballement thermique.