Lityum pil anot malzemesi-küresel grafiti anlayın
Grafit (aşağıda aynı olan doğal taşa atıfta bulunur) metalik olmayan bir mineral kaynağıdır. Grafit malzemeler, yüksek sıcaklık dayanımı, elektriksel iletkenlik, termal iletkenlik, yağlama, kimyasal kararlılık, plastisite ve termal şok direnci gibi çeşitli özel özelliklere sahiptir. Bunların arasında küresel grafit, grafit alanında son teknoloji ürünü bir üründür ve yeni enerji araçları, enerji depolama ve çevre koruma gibi stratejik gelişmekte olan endüstrilerde kullanılmaktadır.
Küresel grafit, hammadde olarak yüksek kaliteli yüksek karbonlu doğal pul grafitten yapılmıştır ve grafit yüzeyi, oval küreler gibi farklı incelik ve şekle sahip grafit ürünleri üretmek için ileri işleme teknolojisi ile modifiye edilmiştir.
Küresel grafiti ölçmek için göstergeler
- Fiziksel performans endeksi
Partikül boyutu (D50, μm), musluk yoğunluğu (g/cm³), spesifik yüzey alanı (㎡/g), nem (%), sabit karbon (%)
- Elektrokimyasal performans indeksi
Coulomb verimliliği (%), şarj kapasitesi (mAh/g), çevrim ömrü (döngü)
Doğal grafitin avantajları ve dezavantajları
Doğal grafit, lityum iyon piller için bir negatif elektrot malzemesi olarak kullanılma avantajlarına sahiptir: geniş kaynaklar, düşük fiyat, düşük şarj ve deşarj voltajı platformu ve yüksek tersinir kapasite (teorik değer 372mAh/g).
Ancak, pilin negatif elektrot malzemesi olarak grafitle ilgili birçok sorun vardır: solventlerle zayıf uyumluluk; yüksek akımlı şarj ve deşarjda düşük performans; İlk şarj ve deşarj sırasında, solvent moleküllerinin birlikte gömülmesi nedeniyle grafit tabakası soyulur ve bu da elektrot ömründe bir azalmaya yol açar.
Küresel grafit oluşumu
Pul grafitin küreselleştirilmesi yoluyla, negatif elektrot malzemesinin özgül kapasitesi (≥350mAh/g), ilk döngü verimliliği (≥%85) ve döngü performansı önemli ölçüde iyileştirilebilir.
- tanecik boyutu
Lityum iyon piller için bir negatif elektrot malzemesi olarak, partikül boyutu D50 en uygun olanıdır 16 ve 18 µm. Parçacık boyutu çok küçükse, spesifik yüzey alanı daha büyük olacak ve ilk döngü sırasında negatif elektrotun büyük miktarda Li+ tüketmesine neden olacak ve böylece ilk şarj ve deşarj verimliliği olan katı bir dielektrik arayüzey filmi oluşturacaktır; Sıvı temas alanı küçüktür, bu da negatif elektrotun özgül kapasitesini etkiler.
- Küresel grafit üretim ekipmanları
Küresel grafit üretimi sanayileşmiştir. Endüstriyel üretimde, rüzgar darbeli şekillendirme makineleri esas olarak pul grafiti küreselleştirmek için kullanılır. Bunlar arasında hava akımı girdaplı pulverizatör yaygın olarak kullanılan bir ekipmandır. Bu yöntem, küreselleştirme işlemi sırasında daha az safsızlığa sahiptir, ancak ekipmanı boyut olarak büyüktür ve grafit miktarı büyüktür ve verim düşüktür, bu da laboratuvar hazırlığında çok sınırlıdır.
Küresel grafitin modifikasyonu
Değişiklik için iki ana başlangıç noktası vardır:
1. SEI filminin aşırı vuruşunun neden olduğu geri dönüşü olmayan kaybı ve grafitin laminer soyulmasına neden olan çözücü moleküllerinin birlikte gömülmesini azaltmak için taş değirmenin spesifik yüzey alanını uygun şekilde azaltın;
2. Grafitin şarj ve deşarj kapasitesini artırmak için diğer metal elementleri veya metal olmayanları grafitin içine sokun.
- Kaplama yöntemi-grafitin çevrim performansını iyileştirin
“Çekirdek-kabuk” model kaplama yöntemi, “çekirdek” olarak grafit malzemeleri kullanır ve yüzeyi üzerinde amorf bir karbon malzemenin bir “kabuğu” kaplanır. Yaygın olarak kullanılan amorf karbon malzemelerinin öncüleri arasında fenolik reçine, Epoksi reçine ve parçalanmış karbon bulunur. Amorf karbon malzemelerin katman aralığı, grafitin dış yüzeyinde lityum iyonlarının bir tampon tabakası oluşturmaya eşdeğer olan, içindeki lityum iyonlarının difüzyon performansını artırabilen grafitten daha büyüktür, böylece yüksek akımı iyileştirir. Grafit malzemelerin şarj ve deşarj performansı.
Kaplama yöntemi, pilin çevrim ömrünü iyileştirir, ancak mevcut kaplama işleminin hala belirli sorunları vardır. Şu anda çözülmesi gereken temel sorun, grafitin dışında ve grafitle iyi bir şekilde birleştirilmiş eksiksiz, tek tip bir kaplama tabakasının nasıl oluşturulacağıdır.
- Doping yöntemi-grafitin şarj ve deşarj kapasitesini artırın
Bazı metalik veya metalik olmayan elementlerin karbon malzemelere dahil edilmesi, karbon elektrotlarının lityum yerleştirme davranışını etkileyecek olan karbon mikro yapısında ve elektronik durumda değişikliklere neden olacaktır. Şu anda en çok araştırılan, bor, silisyum ve fosforun karbon malzemelere eklenmesidir. Ve diğer unsurlar.
Yaygın olarak kullanılan diğer modifikasyon yöntemleri: yüzey oksidasyonu, metal tabaka oluşumu, mekanik taşlama
Küresel grafit malzeme iyi elektriksel iletkenliğe, yüksek kristalliğe, düşük maliyete, yüksek teorik lityum yerleştirme kapasitesine, düşük şarj ve deşarj potansiyeline ve düzlüğe sahiptir. Lityum-iyon pil anot malzemesinin önemli bir parçasıdır ve yurtiçinde ve yurtdışında lityum-iyon pil üretimi için bir katot malzemesidir. Değiştirilen ürün. Mükemmel elektriksel iletkenliğe ve kimyasal stabiliteye, yüksek şarj ve deşarj kapasitesine, uzun çevrim ömrüne ve çevre korumasına sahiptir.
Makale kaynağı: Çin Toz Ağı