![\"\"](\"https:\/\/www.alpapowder.com\/wp-content\/uploads\/2024\/07\/graphite-anode-materials.jpg\")
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Le graphite est le premier mat\u00e9riau d’\u00e9lectrode n\u00e9gative pour batteries lithium-ion \u00e0 \u00eatre utilis\u00e9 commercialement. Apr\u00e8s trois d\u00e9cennies de d\u00e9veloppement, le graphite reste le mat\u00e9riau d’\u00e9lectrode n\u00e9gative le plus fiable et le plus largement utilis\u00e9.<\/p>\n
Le graphite a une bonne structure en couches, avec des atomes de carbone dispos\u00e9s en forme hexagonale et s’\u00e9tendant dans une direction bidimensionnelle. En tant que mat\u00e9riau d’\u00e9lectrode n\u00e9gative pour les batteries lithium-ion, le graphite a une s\u00e9lectivit\u00e9 \u00e9lev\u00e9e pour les \u00e9lectrolytes, de mauvaises performances de charge et de d\u00e9charge \u00e0 courant \u00e9lev\u00e9. et pendant le premier processus de charge et de d\u00e9charge, des ions lithium solvat\u00e9s seront ins\u00e9r\u00e9s dans les couches interm\u00e9diaires de graphite, r\u00e9duits et d\u00e9compos\u00e9s pour produire de nouvelles substances, provoquant une expansion de volume, ce qui peut directement conduire \u00e0 l’effondrement de la couche de graphite et d\u00e9t\u00e9riorer les performances de cycle du Par cons\u00e9quent, il est n\u00e9cessaire de modifier le graphite pour am\u00e9liorer sa capacit\u00e9 sp\u00e9cifique r\u00e9versible, am\u00e9liorer la qualit\u00e9 du film SEI, augmenter la compatibilit\u00e9 du graphite avec l’\u00e9lectrolyte et am\u00e9liorer ses performances de cycle. \u00c0 l’heure actuelle, la modification de surface des \u00e9lectrodes n\u00e9gatives en graphite est principalement. divis\u00e9 en broyage m\u00e9canique \u00e0 billes, traitement d’oxydation et d’halog\u00e9nation de surface, rev\u00eatement de surface, dopage d’\u00e9l\u00e9ments et autres moyens.<\/p>\n
M\u00e9thode de broyage m\u00e9canique \u00e0 billes<\/p>\n
La m\u00e9thode de broyage m\u00e9canique \u00e0 billes consiste \u00e0 modifier la structure et la morphologie de la surface de l’\u00e9lectrode n\u00e9gative en graphite par des moyens physiques pour augmenter la surface et la zone de contact, am\u00e9liorant ainsi l’efficacit\u00e9 de stockage et de lib\u00e9ration des ions lithium.<\/p>\n
1. R\u00e9duire la taille des particules : le broyage m\u00e9canique \u00e0 billes peut r\u00e9duire consid\u00e9rablement la taille des particules de graphite, de sorte que le mat\u00e9riau de l’\u00e9lectrode n\u00e9gative en graphite ait une plus grande surface sp\u00e9cifique, ce qui favorise la diffusion rapide des ions lithium et am\u00e9liore les performances de d\u00e9bit. de la batterie.<\/p>\n
2. Introduire de nouvelles phases : Au cours du processus de broyage \u00e0 boulets, les particules de graphite peuvent subir des changements de phase en raison de forces m\u00e9caniques, telles que l’introduction de nouvelles phases telles que les phases rhombo\u00e9driques.<\/p>\n
3. Augmenter la porosit\u00e9\u00a0: le broyage \u00e0 boulets produira \u00e9galement un grand nombre de micropores et de d\u00e9fauts \u00e0 la surface des particules de graphite. Ces structures poreuses peuvent servir de canaux rapides pour les ions lithium, am\u00e9liorant ainsi le taux de diffusion des ions lithium et l’efficacit\u00e9 de charge et de d\u00e9charge. la batterie.<\/p>\n
4. Am\u00e9liorer la conductivit\u00e9\u00a0: bien que le broyage m\u00e9canique \u00e0 billes lui-m\u00eame ne modifie pas directement la conductivit\u00e9 du graphite, en r\u00e9duisant la taille des particules et en introduisant une structure de pores, le contact entre l’\u00e9lectrode n\u00e9gative en graphite et l’\u00e9lectrolyte peut \u00eatre plus suffisant, am\u00e9liorant ainsi la conductivit\u00e9 et performances \u00e9lectrochimiques de la batterie.<\/p>\n
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Traitement d’oxydation et d’halog\u00e9nation de surface<\/p>\n
Le traitement d’oxydation et d’halog\u00e9nation peut am\u00e9liorer les propri\u00e9t\u00e9s chimiques interfaciales des mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative en graphite.<\/p>\n
1. Oxydation de surface<\/p>\n
L’oxydation de surface comprend g\u00e9n\u00e9ralement l’oxydation en phase gazeuse et l’oxydation en phase liquide.<\/p>\n
2. Halog\u00e9nation superficielle<\/p>\n
Gr\u00e2ce au traitement d’halog\u00e9nation, une structure CF est form\u00e9e \u00e0 la surface du graphite naturel, ce qui peut am\u00e9liorer la stabilit\u00e9 structurelle du graphite et emp\u00eacher les flocons de graphite de tomber pendant le cycle.<\/p>\n
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Rev\u00eatement de surface<\/p>\n
La modification du rev\u00eatement de surface des mat\u00e9riaux d’\u00e9lectrode n\u00e9gative en graphite comprend principalement le rev\u00eatement de mat\u00e9riau carbon\u00e9, m\u00e9tallique ou non m\u00e9tallique et son rev\u00eatement d’oxyde, ainsi que le rev\u00eatement polym\u00e8re dans le but d’am\u00e9liorer la capacit\u00e9 sp\u00e9cifique r\u00e9versible, l’efficacit\u00e9 du premier coulomb, les performances de cycle et la charge et d\u00e9charge \u00e0 courant \u00e9lev\u00e9. les performances de l’\u00e9lectrode sont obtenues gr\u00e2ce au rev\u00eatement de surface.<\/p>\n
1. Rev\u00eatement en mat\u00e9riau carbone<\/p>\n
Une couche de carbone amorphe est appliqu\u00e9e sur la couche externe de graphite pour former un mat\u00e9riau composite C\/C avec une structure \u00ab noyau-coquille \u00bb, de sorte que le carbone amorphe entre en contact avec le solvant, \u00e9vite tout contact direct entre le solvant et le graphite, et emp\u00eache l’exfoliation de la couche de graphite provoqu\u00e9e par la co-incorporation des mol\u00e9cules de solvant.<\/p>\n
2. M\u00e9tal ou non m\u00e9tallique et leur rev\u00eatement d’oxyde<\/p>\n
Le m\u00e9tal et son rev\u00eatement d’oxyde sont principalement obtenus en d\u00e9posant une couche de m\u00e9tal ou d’oxyde m\u00e9tallique sur la surface du graphite. Le rev\u00eatement m\u00e9tallique peut augmenter le coefficient de diffusion des ions lithium dans le mat\u00e9riau et am\u00e9liorer les performances de l’\u00e9lectrode.<\/p>\n
Le rev\u00eatement d’oxyde non m\u00e9tallique tel que l’Al2O3, l’Al2O3 amorphe recouvrant la surface du graphite peuvent am\u00e9liorer la mouillabilit\u00e9 de l’\u00e9lectrolyte, r\u00e9duire la r\u00e9sistance \u00e0 la diffusion des ions lithium et inhiber efficacement la croissance des dendrites de lithium, am\u00e9liorant ainsi les propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectrochimiques des mat\u00e9riaux en graphite.<\/p>\n
3. Rev\u00eatement polym\u00e8re<\/p>\n
Les oxydes inorganiques ou les rev\u00eatements m\u00e9talliques sont fragiles, difficiles \u00e0 recouvrir uniform\u00e9ment et facilement endommag\u00e9s. Des \u00e9tudes ont montr\u00e9 que le graphite recouvert de sels d’acides organiques contenant des doubles liaisons carbone-carbone est plus efficace pour am\u00e9liorer les performances \u00e9lectrochimiques.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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