Istnieje wiele wskaźników technicznych materiałów anod grafitowych, które trudno jest uwzględnić. Należą do nich głównie powierzchnia właściwa, rozkład wielkości cząstek, gęstość nasypowa, gęstość zagęszczenia, gęstość rzeczywista, pojemność właściwa pierwszego ładowania i rozładowania, sprawność pierwszego ładowania itp. Ponadto istnieją wskaźniki elektrochemiczne, takie jak wydajność cyklu, wydajność prądowa, pęcznienie itp. Jakie są zatem wskaźniki wydajności materiałów anod grafitowych? Poniższa treść została przedstawiona przez firmę 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 o małych cząsteczkach i dużej powierzchni właściwej ma więcej kanałów i krótsze ścieżki migracji jonów litu, co przekłada się na lepszą wydajność. Jednak ze względu na dużą powierzchnię styku z elektrolitem, obszar formowania się filmu SEI jest również duży, a początkowa wydajność również będzie niższa. Z drugiej strony, większe cząsteczki mają tę zaletę, że charakteryzują się większą gęstością zagęszczenia.

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

02 Rozkład wielkości cząstek

Wpływ wielkości cząstek grafitowego materiału anodowego na jego właściwości elektrochemiczne polega na tym, że wielkość cząstek materiału anodowego 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 poprzez wibracje, które powodują, że proszek pojawia się w stosunkowo ciasnej formie. 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 nabiegunnika i odnosi się do gęstości po walcowaniu, po tym jak materiał czynny elektrody ujemnej i spoiwo zostaną przekształcone w nabiegunnik, gęstość zagęszczenia = gęstość powierzchniowa / (grubość nabiegunnika 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 zagęszczania: wielkość cząstek, ich rozmieszczenie i morfologia, mają wpływ.

05 Prawdziwa gęstość

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

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

06 Pierwsza pojemność właściwa ładowania i rozładowania

Grafitowy materiał anodowy charakteryzuje się nieodwracalną pojemnością w początkowym cyklu ładowania i rozładowania. Podczas pierwszego ładowania akumulatora litowo-jonowego powierzchnia materiału anodowego jest interkalowana jonami litu, a cząsteczki rozpuszczalnika w elektrolicie są wprowadzane razem, a powierzchnia materiału anodowego rozkłada się, tworząc warstwę pasywacyjną SEI. Dopiero po całkowitym pokryciu powierzchni elektrody ujemnej warstwą SEI, cząsteczki rozpuszczalnika nie mogły interkalować, a reakcja została zatrzymana. Generowanie warstwy SEI pochłania część jonów litu, a ta część jonów litu nie może zostać usunięta z powierzchni elektrody ujemnej podczas procesu rozładowania, powodując nieodwracalną utratę pojemności, a tym samym zmniejszając pojemność właściwą pierwszego rozładowania.

07 Pierwsza sprawność Coulomba

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

Ponieważ warstwa SEI tworzy się głównie na powierzchni materiału elektrody, powierzchnia właściwa materiału elektrody bezpośrednio wpływa na powierzchnię formowania warstwy SEI. Im większa powierzchnia właściwa, tym większa powierzchnia kontaktu z elektrolitem i tym większa powierzchnia formowania się warstwy SEI.

Powszechnie uważa się, że utworzenie stabilnej warstwy SEI jest korzystne dla ładowania i rozładowywania akumulatora, a 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, jakie akumulator przechodzi w określonym trybie ładowania i rozładowania, gdy jego pojemność spada do określonej wartości. W odniesieniu do wydajności cyklu, warstwa SEI w pewnym stopniu utrudnia dyfuzję jonów litu. Wraz ze wzrostem liczby cykli, warstwa SEI będzie odpadać, odklejać się i osadzać na powierzchni elektrody ujemnej, co spowoduje stopniowy wzrost rezystancji wewnętrznej elektrody ujemnej, a to z kolei prowadzi do akumulacji ciepła i utraty pojemności.

09 Rozszerzenie

Istnieje dodatnia korelacja między rozszerzaniem a żywotnością cykliczną. Po rozszerzeniu elektrody ujemnej, rdzeń uzwojenia ulega deformacji, cząstki elektrody ujemnej tworzą mikropęknięcia, warstwa SEI ulega przerwaniu i reorganizacji, elektrolit ulega zużyciu, a wydajność cykliczna ulega pogorszeniu; po drugie, membrana ulega ściśnięciu. Ciśnienie, a zwłaszcza ekstruzja membrany na prostopadłej krawędzi ucha bieguna, jest bardzo wysokie i łatwo o mikrozwarcie lub wytrącanie mikrometalicznego litu w trakcie cyklu ładowania i rozładowania.

Jeśli chodzi o samą ekspansję, jony litu zostaną osadzone w przestrzeni międzywarstwowej grafitu podczas procesu interkalacji grafitu, co spowoduje zwiększenie odstępów międzywarstwowych i wzrost objętości. Ten proces ekspansji jest nieodwracalny. Stopień ekspansji jest związany ze stopniem orientacji elektrody ujemnej, który wynosi I004/I110, co można obliczyć na podstawie danych XRD. Anizotropowy materiał grafitowy ma tendencję do rozszerzania sieci krystalicznej w tym samym kierunku (kierunek osi C kryształu grafitu) podczas procesu interkalacji litu, co spowoduje większą ekspansję objętości baterii.

10Oceń wydajność

Dyfuzja jonów litu w grafitowym materiale anodowym charakteryzuje się silną kierunkowością, co oznacza, że ​​może być wprowadzana tylko prostopadle do powierzchni czołowej osi C kryształu grafitu. Materiały anodowe o małych cząsteczkach i dużej powierzchni właściwej charakteryzują się lepszą wydajnością. Dodatkowo, na wydajność prądową wpływają również rezystancja powierzchni elektrody (dzięki warstwie SEI) i przewodność elektryczna elektrody.

Podobnie jak w przypadku żywotności i rozszerzalności, izotropowa elektroda ujemna posiada wiele kanałów transportowych dla jonów litu, co rozwiązuje problemy związane z mniejszą liczbą wejść i niską szybkością dyfuzji w strukturze anizotropowej. Większość materiałów wykorzystuje technologie takie jak granulacja i powlekanie, aby poprawić ich wydajność.

HCMilling (Guilin Hongcheng) jest producentem młynów do mielenia materiałów anodowych.Seria HLMXmateriały anodowe Super-młyn pionowy drobny, HCHmateriały anodowe młyn ultradrobnyi inne produkowane przez nas młyny grafitowe znalazły szerokie zastosowanie w produkcji anod grafitowych. W razie jakichkolwiek pytań prosimy o kontakt w celu uzyskania szczegółowych informacji o sprzęcie i podanie poniższych informacji:

Nazwa surowca

Gęstość produktu (siatka/μm)

wydajność (t/h)