Istnieje wiele wskaźników technicznych materiałów anod grafitowych i trudno je uwzględnić, głównie w tym powierzchnia właściwa, rozkład wielkości cząstek, gęstość nasypowa, gęstość zagęszczenia, gęstość rzeczywista, pojemność właściwa pierwszego ładowania i rozładowania, pierwsza wydajność itp. Ponadto istnieją wskaźniki elektrochemiczne, takie jak wydajność cyklu, wydajność szybkości, pęcznienie itp. Jakie są więc wskaźniki wydajności materiałów anod grafitowych? Poniższa treść została przedstawiona przez HCMilling (Guilin Hongcheng), producentamateriały anodowe młyn mielący.

01 powierzchnia właściwa

Odnosi się do powierzchni obiektu na jednostkę masy. Im mniejsza cząstka, tym większa powierzchnia właściwa.

Elektroda ujemna z małymi cząsteczkami i dużą powierzchnią właściwą ma więcej kanałów i krótsze ścieżki migracji jonów litu, a wydajność szybkości jest lepsza. Jednak ze względu na dużą powierzchnię styku z elektrolitem, obszar formowania filmu SEI jest również duży, a początkowa wydajność również będzie niższa. Z drugiej strony, większe cząsteczki mają zaletę większej gęstości zagęszczenia.

Powierzchnia właściwa materiałów anodowych grafitowych wynosi preferencyjnie mniej niż 5m2/g.

02 Dystrybucja wielkości cząstek

Wpływ wielkości cząstek materiału anody grafitowej na jej właściwości elektrochemiczne polega na tym, że wielkość cząstek materiału anody bezpośrednio wpływa na gęstość nasypową materiału i jego powierzchnię właściwą.

Wielkość gęstości nasypowej ma bezpośredni wpływ na gęstość energii objętościowej materiału, a jedynie odpowiedni rozkład wielkości cząstek materiału może zmaksymalizować jego wydajność.

03 Gęstość stuknięcia

Gęstość nasypowa to masa na jednostkę objętości mierzona przez wibrację, która powoduje, że proszek pojawia się w stosunkowo ciasnej formie upakowania. Jest to ważny wskaźnik pomiaru materiału aktywnego. Objętość akumulatora litowo-jonowego jest ograniczona. Jeśli gęstość nasypowa jest wysoka, materiał aktywny na jednostkę objętości ma dużą masę, a pojemność objętościowa jest wysoka.

04 Gęstość zagęszczania

Gęstość zagęszczenia dotyczy głównie bieguna, co odnosi się do gęstości po walcowaniu, po tym jak materiał czynny elektrody ujemnej i spoiwo zostaną przekształcone w biegun, gęstość zagęszczenia = gęstość powierzchniowa / (grubość bieguna po walcowaniu minus grubość folii miedzianej).

Gęstość zagęszczania jest ściśle związana z pojemnością właściwą arkusza, wydajnością, oporem wewnętrznym i wydajnością cyklu akumulatora.

Czynniki wpływające na gęstość zagęszczenia: wielkość cząstek, ich rozmieszczenie i morfologia, mają wpływ.

05 Prawdziwa gęstość

Masa ciała stałego przypadająca na jednostkę objętości materiału w stanie absolutnie gęstym (z wyłączeniem pustych przestrzeni wewnętrznych).

Ponieważ rzeczywista gęstość jest mierzona w stanie zagęszczonym, będzie ona wyższa niż gęstość ubita. Generalnie, gęstość rzeczywista > gęstość zagęszczona > gęstość ubita.

06 Pierwsza pojemność właściwa ładowania i rozładowania

Materiał anody grafitowej ma nieodwracalną pojemność w początkowym cyklu ładowania-rozładowania. Podczas pierwszego procesu ładowania akumulatora litowo-jonowego powierzchnia materiału anody jest interkalowana jonami litu, a cząsteczki rozpuszczalnika w elektrolicie są współwkładane, a powierzchnia materiału anody rozkłada się, tworząc SEI. Warstwa pasywacyjna. Dopiero po całkowitym pokryciu powierzchni elektrody ujemnej warstwą SEI cząsteczki rozpuszczalnika nie mogły interkalować, a reakcja została zatrzymana. Generowanie warstwy SEI zużywa część jonów litu, a ta część jonów litu nie może zostać wyekstrahowana z powierzchni elektrody ujemnej podczas procesu rozładowania, powodując w ten sposób nieodwracalną utratę pojemności, zmniejszając tym samym pojemność właściwą pierwszego rozładowania.

07 Pierwsza sprawność kulombowska

Ważnym wskaźnikiem oceny wydajności materiałów anodowych jest ich pierwsza wydajność ładowania i rozładowania, znana również jako pierwsza wydajność Coulomba. Po raz pierwszy wydajność Coulomba bezpośrednio określa wydajność materiału elektrody.

Ponieważ film SEI powstaje głównie na powierzchni materiału elektrody, powierzchnia właściwa materiału elektrody bezpośrednio wpływa na obszar formowania filmu SEI. Im większa powierzchnia właściwa, tym większy obszar styku z elektrolitem i większy obszar formowania filmu SEI.

Powszechnie uważa się, że tworzenie się stabilnej warstwy SEI jest korzystne dla ładowania i rozładowywania akumulatora, natomiast niestabilna warstwa SEI jest niekorzystna dla reakcji, która będzie stale zużywać elektrolit, zwiększać grubość warstwy SEI i zwiększać rezystancję wewnętrzną.

08 Wydajność cyklu

Wydajność cyklu akumulatora odnosi się do liczby ładowań i rozładowań, których akumulator doświadcza w ramach określonego reżimu ładowania i rozładowania, gdy pojemność akumulatora spada do określonej wartości. Pod względem wydajności cyklu, powłoka SEI będzie w pewnym stopniu utrudniać dyfuzję jonów litu. Wraz ze wzrostem liczby cykli powłoka SEI będzie nadal odpadać, łuszczyć się i osadzać na powierzchni elektrody ujemnej, co spowoduje stopniowy wzrost rezystancji wewnętrznej elektrody ujemnej, co powoduje gromadzenie się ciepła i utratę pojemności.

09 Rozszerzenie

Istnieje dodatnia korelacja między rozszerzaniem się a cyklem życia. Po rozszerzeniu się ujemnej elektrody, po pierwsze, rdzeń uzwojenia zostanie zdeformowany, cząstki ujemnej elektrody utworzą mikropęknięcia, film SEI zostanie przerwany i zreorganizowany, elektrolit zostanie zużyty, a wydajność cyklu ulegnie pogorszeniu; po drugie, membrana zostanie ściśnięta. Ciśnienie, zwłaszcza wytłaczanie membrany na krawędzi kąta prostego ucha bieguna, jest bardzo poważne i łatwo jest spowodować mikrozwarcie lub wytrącanie mikrometalicznego litu wraz z postępem cyklu ładowania-rozładowania.

Jeśli chodzi o samo rozszerzenie, jony litu zostaną osadzone w odstępach międzywarstwowych grafitu podczas procesu interkalacji grafitu, co spowoduje rozszerzenie odstępów międzywarstwowych i zwiększenie objętości. Ta część rozszerzenia jest nieodwracalna. Wielkość rozszerzenia jest związana ze stopniem orientacji elektrody ujemnej, stopień orientacji = I004/I110, który można obliczyć z danych XRD. Anizotropowy materiał grafitowy ma tendencję do ulegania rozszerzeniu sieci w tym samym kierunku (kierunek osi C kryształu grafitu) podczas procesu interkalacji litu, co spowoduje większe rozszerzenie objętości baterii.

10Oceń wydajność

Dyfuzja jonów litu w materiale anody grafitowej ma silną kierunkowość, tzn. może być wprowadzana tylko prostopadle do powierzchni czołowej osi C kryształu grafitu. Materiały anodowe z małymi cząsteczkami i dużą powierzchnią właściwą mają lepszą wydajność szybkości. Ponadto rezystancja powierzchni elektrody (z powodu filmu SEI) i przewodność elektrody również wpływają na wydajność szybkości.

Podobnie jak cykl życia i ekspansja, izotropowa elektroda ujemna ma wiele kanałów transportu jonów litu, co rozwiązuje problemy mniejszej liczby wejść i niskich szybkości dyfuzji w strukturze anizotropowej. Większość materiałów wykorzystuje technologie takie jak granulacja i powlekanie, aby poprawić wydajność szybkości.

HCMilling (Guilin Hongcheng) to producent młynów do mielenia materiałów anodowych.Seria HLMXmateriały anodowe Super-młyn pionowy drobny, HCHmateriały anodowe młyn ultra drobnyi inne grafitowe młyny mielące produkowane przez nas są szeroko stosowane w produkcji materiałów anodowych grafitowych. Jeśli masz podobne potrzeby, skontaktuj się z nami, aby uzyskać szczegóły dotyczące sprzętu i podaj nam następujące informacje:

Nazwa surowca

Grubość produktu (siatka/μm)

wydajność (t/h)