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El grafito es el primer material de electrodo negativo para bater\u00edas de iones de litio que se aplica comercialmente. Despu\u00e9s de tres d\u00e9cadas de desarrollo, el grafito sigue siendo el material de electrodo negativo m\u00e1s fiable y utilizado.<\/p>\n
El grafito tiene una buena estructura en capas, con \u00e1tomos de carbono dispuestos en forma hexagonal y que se extienden en una direcci\u00f3n bidimensional. Como material de electrodo negativo para bater\u00edas de iones de litio, el grafito tiene una alta selectividad para los electrolitos, un rendimiento deficiente de carga y descarga de alta corriente, y durante el primer proceso de carga y descarga, los iones de litio solvatados se insertar\u00e1n en las capas intermedias de grafito, se reducir\u00e1n y se descompondr\u00e1n para producen nuevas sustancias, provocando una expansi\u00f3n de volumen, lo que puede conducir directamente al colapso de la capa de grafito y deteriorar el rendimiento del ciclo del electrodo. Por tanto, es necesario modificar el grafito para mejorar su capacidad espec\u00edfica reversible, mejorar la calidad de la pel\u00edcula SEI, aumentar la compatibilidad del grafito con el electrolito y mejorar su rendimiento del ciclo. En la actualidad, la modificaci\u00f3n de la superficie de los electrodos negativos de grafito se divide principalmente en fresado mec\u00e1nico de bolas, tratamiento de oxidaci\u00f3n y halogenaci\u00f3n de la superficie, recubrimiento de la superficie, dopaje de elementos y otros medios.<\/p>\n
M\u00e9todo de molienda mec\u00e1nica de bolas.<\/p>\n
El m\u00e9todo de molienda mec\u00e1nica de bolas consiste en cambiar la estructura y morfolog\u00eda de la superficie del electrodo negativo de grafito por medios f\u00edsicos para aumentar el \u00e1rea de superficie y el \u00e1rea de contacto, mejorando as\u00ed la eficiencia de almacenamiento y liberaci\u00f3n de iones de litio.<\/p>\n
1. Reducir el tama\u00f1o de las part\u00edculas: el fresado mec\u00e1nico de bolas puede reducir significativamente el tama\u00f1o de las part\u00edculas de grafito, de modo que el material del electrodo negativo de grafito tenga una superficie espec\u00edfica mayor. Un tama\u00f1o de part\u00edcula m\u00e1s peque\u00f1o favorece la r\u00e1pida difusi\u00f3n de los iones de litio y mejora el rendimiento de la bater\u00eda.<\/p>\n
2. Introducir nuevas fases: Durante el proceso de molienda de bolas, las part\u00edculas de grafito pueden sufrir cambios de fase debido a fuerzas mec\u00e1nicas, como la introducci\u00f3n de nuevas fases como las fases rombo\u00e9dricas.<\/p>\n
3. Aumentar la porosidad: el fresado de bolas tambi\u00e9n producir\u00e1 una gran cantidad de microporos y defectos en la superficie de las part\u00edculas de grafito. Estas estructuras de poros pueden servir como canales r\u00e1pidos para los iones de litio, mejorando la tasa de difusi\u00f3n de los iones de litio y la eficiencia de carga y descarga de la bater\u00eda.<\/p>\n
4. Mejorar la conductividad: aunque la molienda mec\u00e1nica de bolas en s\u00ed no cambia directamente la conductividad del grafito, al reducir el tama\u00f1o de las part\u00edculas e introducir una estructura de poros, el contacto entre el electrodo negativo de grafito y el electrolito puede ser m\u00e1s suficiente, mejorando as\u00ed la conductividad y Rendimiento electroqu\u00edmico de la bater\u00eda.<\/p>\n
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Tratamiento de oxidaci\u00f3n y halogenaci\u00f3n superficial.<\/p>\n
El tratamiento de oxidaci\u00f3n y halogenaci\u00f3n puede mejorar las propiedades qu\u00edmicas interfaciales de los materiales de electrodos negativos de grafito.<\/p>\n
1. Oxidaci\u00f3n superficial<\/p>\n
La oxidaci\u00f3n superficial generalmente incluye oxidaci\u00f3n en fase gaseosa y oxidaci\u00f3n en fase l\u00edquida.<\/p>\n
2. Halogenaci\u00f3n superficial<\/p>\n
Mediante el tratamiento de halogenaci\u00f3n, se forma una estructura C-F en la superficie del grafito natural, que puede mejorar la estabilidad estructural del grafito y evitar que las escamas de grafito se caigan durante el ciclo.<\/p>\n
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Revestimiento de la superficie<\/p>\n
La modificaci\u00f3n del revestimiento de la superficie de los materiales de electrodos negativos de grafito incluye principalmente un revestimiento de material de carbono, met\u00e1lico o no met\u00e1lico y su revestimiento de \u00f3xido, y un revestimiento de pol\u00edmero. El prop\u00f3sito de mejorar la capacidad espec\u00edfica reversible, la eficiencia del primer culombio, el rendimiento del ciclo y el rendimiento de carga y descarga de alta corriente del electrodo se logra mediante el recubrimiento de la superficie.<\/p>\n
1. Recubrimiento de material de carbono<\/p>\n
Se recubre una capa de carbono amorfo sobre la capa exterior de grafito para formar un material compuesto C\/C con una estructura de \u00abn\u00facleo-cubierta\u00bb, de modo que el carbono amorfo entre en contacto con el disolvente, evite el contacto directo entre el disolvente y el grafito, y Previene la exfoliaci\u00f3n de la capa de grafito causada por la co-incrustaci\u00f3n de las mol\u00e9culas de disolvente.<\/p>\n
2. Metales o no metales y su recubrimiento de \u00f3xido.<\/p>\n
El metal y su recubrimiento de \u00f3xido se logra principalmente depositando una capa de metal u \u00f3xido met\u00e1lico sobre la superficie del grafito. El recubrimiento de metal puede aumentar el coeficiente de difusi\u00f3n de los iones de litio en el material y mejorar el rendimiento del electrodo.<\/p>\n
El recubrimiento de \u00f3xido no met\u00e1lico, como Al2O3, el Al2O3 amorfo que recubre la superficie del grafito puede mejorar la humectabilidad del electrolito, reducir la resistencia a la difusi\u00f3n de los iones de litio e inhibir eficazmente el crecimiento de dendritas de litio, mejorando as\u00ed las propiedades electroqu\u00edmicas de los materiales de grafito.<\/p>\n
3. Recubrimiento de pol\u00edmero<\/p>\n
Los \u00f3xidos inorg\u00e1nicos o los recubrimientos met\u00e1licos son quebradizos, dif\u00edciles de recubrir uniformemente y se da\u00f1an f\u00e1cilmente. Los estudios han demostrado que el grafito recubierto con sales de \u00e1cidos org\u00e1nicos que contienen dobles enlaces carbono-carbono es m\u00e1s eficaz para mejorar el rendimiento electroqu\u00edmico.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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