Der er mange tekniske indikatorer for grafitanodematerialer, og det er vanskeligt at tage højde for, hovedsageligt inklusiv specifikt overfladeareal, partikelstørrelsesfordeling, tapdensitet, komprimeringsdensitet, sand densitet, specifik kapacitet for første ladning og udledning, første effektivitet osv. Derudover er der elektrokemiske indikatorer som cyklusydelse, hastighedsydelse, hævelse og så videre.Så hvad er præstationsindikatorerne for grafitanodematerialer?Følgende indhold introduceres til dig af HCMilling(Guilin Hongcheng), producenten afanode materialer slibemølle.

01 specifikt overfladeareal

Refererer til overfladearealet af et objekt pr. masseenhed.Jo mindre partiklen er, jo større er det specifikke overfladeareal.

Den negative elektrode med små partikler og højt specifikt overfladeareal har flere kanaler og kortere veje til lithiumionmigrering, og hastighedsydelsen er bedre.Men på grund af det store kontaktareal med elektrolytten er arealet til dannelse af SEI-filmen også stort, og den initiale effektivitet vil også blive lavere..Større partikler har på den anden side fordelen af ​​større komprimeringstæthed.

Det specifikke overfladeareal af grafitanodematerialerne er fortrinsvis mindre end 5 m2/g.

02 Partikelstørrelsesfordeling

Indflydelsen af ​​grafitanodematerialets partikelstørrelse på dets elektrokemiske ydeevne er, at partikelstørrelsen af ​​anodematerialet direkte vil påvirke materialets taptæthed og materialets specifikke overfladeareal.

Størrelsen af ​​tapdensiteten vil direkte påvirke volumenenergitætheden af ​​materialet, og kun den passende partikelstørrelsesfordeling af materialet kan maksimere materialets ydeevne.

03 Tryk på Tæthed

Tapdensiteten er massen pr. volumenhed målt ved vibrationen, der får pulveret til at fremstå i en relativt tæt pakningsform.Det er en vigtig indikator at måle det aktive materiale.Lithium-ion-batteriets volumen er begrænset.Hvis taptætheden er høj, har det aktive materiale pr. volumenenhed en stor masse, og volumenkapaciteten er høj.

04 Komprimeringstæthed

Komprimeringstætheden er hovedsageligt for polstykket, hvilket refererer til densiteten efter valsning efter det negative elektrode aktive materiale og bindemidlet er lavet til polstykket, komprimeringstæthed = arealetæthed / (tykkelsen af ​​polstykket efter rulning minus kobberfoliens tykkelse).

Komprimeringstætheden er tæt forbundet med den pladespecifikke kapacitet, effektivitet, intern modstand og battericyklusydelse.

Faktorer, der påvirker komprimeringstætheden: partikelstørrelse, fordeling og morfologi har alle en effekt.

05 Ægte tæthed

Vægten af ​​fast stof pr. volumenenhed af et materiale i absolut tæt tilstand (eksklusive indre hulrum).

Da den sande densitet måles i en komprimeret tilstand, vil den være højere end den tappede densitet.Generelt sand densitet > komprimeret densitet > tappet densitet.

06 Den første op- og afladningsspecifikke kapacitet

Grafitanodematerialet har irreversibel kapacitet i den indledende ladnings-afladningscyklus.Under den første opladningsproces af lithium-ion-batteriet interkaleres overfladen af ​​anodematerialet med lithium-ioner, og opløsningsmiddelmolekylerne i elektrolytten co-indsættes, og overfladen af ​​anodematerialet nedbrydes til SEI.Passiveringsfilm.Først efter at den negative elektrodeoverflade var fuldstændig dækket af SEI-filmen, kunne opløsningsmiddelmolekylerne ikke interkalere, og reaktionen blev standset.Genereringen af ​​SEI-film forbruger en del af lithiumioner, og denne del af lithiumioner kan ikke ekstraheres fra overfladen af ​​den negative elektrode under afladningsprocessen, hvilket forårsager irreversibelt kapacitetstab, hvorved den specifikke kapacitet af den første udladning reduceres.

07 Første Coulomb-effektivitet

En vigtig indikator for evaluering af ydeevnen af ​​et anodemateriale er dets første ladnings-afladningseffektivitet, også kendt som den første Coulomb-effektivitet.For første gang bestemmer Coulombic-effektiviteten direkte ydeevnen af ​​elektrodematerialet.

Da SEI-filmen for det meste er dannet på overfladen af ​​elektrodematerialet, påvirker det specifikke overfladeareal af elektrodematerialet direkte SEI-filmens dannelsesområde.Jo større det specifikke overfladeareal, jo større er kontaktarealet med elektrolytten, og jo større areal til dannelse af SEI-filmen.

Det antages generelt, at dannelsen af ​​en stabil SEI-film er gavnlig for opladning og afladning af batteriet, og den ustabile SEI-film er ugunstig for reaktionen, som kontinuerligt vil forbruge elektrolytten, fortykke tykkelsen af ​​SEI-filmen og øge den indre modstand.

08 Cyklus ydeevne

Et batteris cyklusydelse refererer til antallet af opladninger og afladninger, som batteriet oplever under et bestemt opladnings- og afladningsregime, når batterikapaciteten falder til en specificeret værdi.Med hensyn til cyklusydelse vil SEI-filmen til en vis grad hindre diffusionen af ​​lithiumioner.Efterhånden som antallet af cyklusser stiger, vil SEI-filmen fortsætte med at falde af, skalle af og aflejre sig på overfladen af ​​den negative elektrode, hvilket resulterer i en gradvis stigning i den negative elektrodes indre modstand, hvilket medfører varmeakkumulering og kapacitetstab .

09 Udvidelse

Der er en positiv sammenhæng mellem ekspansion og cykluslevetid.Efter at den negative elektrode udvider sig, vil viklingskernen først blive deformeret, de negative elektrodepartikler vil danne mikrorevner, SEI-filmen vil blive brudt og omorganiseret, elektrolytten vil blive forbrugt, og cyklusydelsen vil blive forringet;for det andet vil membranen blive klemt.Tryk, især ekstruderingen af ​​mellemgulvet ved den retvinklede kant af poløret, er meget alvorligt, og det er let at forårsage mikrokortslutning eller mikrometallithiumudfældning med forløbet af ladnings-afladningscyklussen.

For så vidt angår selve ekspansionen, vil lithiumioner blive indlejret i grafitmellemlagets afstand under grafitinterkalationsprocessen, hvilket resulterer i en udvidelse af mellemlagsafstanden og en stigning i volumen.Denne ekspansionsdel er irreversibel.Størrelsen af ​​ekspansion er relateret til graden af ​​orientering af den negative elektrode, graden af ​​orientering = I004/I110, som kan beregnes ud fra XRD-dataene.Det anisotrope grafitmateriale har en tendens til at undergå gitterudvidelse i samme retning (grafitkrystallens C-akseretning) under lithiuminterkalationsprocessen, hvilket vil resultere i en større volumenudvidelse af batteriet.

10Bedøm ydeevne

Diffusionen af ​​lithiumioner i grafitanodematerialet har en stærk retningsbestemthed, det vil sige, at den kun kan indsættes vinkelret på endefladen af ​​grafitkrystallens C-akse.Anodematerialerne med små partikler og højt specifikt overfladeareal har bedre hastighedsydelse.Derudover påvirker elektrodeoverflademodstanden (på grund af SEI-filmen) og elektrodeledningsevnen også hastighedsydelsen.

Samme som cykluslevetiden og ekspansionen har den isotrope negative elektrode mange lithiumiontransportkanaler, hvilket løser problemerne med færre indgange og lave diffusionshastigheder i den anisotrope struktur.De fleste af materialerne bruger teknologier som granulering og belægning for at forbedre deres hastighedsydelse.

HCMilling (Guilin Hongcheng) er en producent af slibemølle for anodematerialer.HLMX serienanode materialer super-fin vertikal mølle, HCHanode materialer ultrafin mølleog andre grafit slibemøller produceret af os er blevet meget brugt i produktionen af ​​grafit anode materialer.Hvis du har relaterede behov, bedes du kontakte os for detaljer om udstyret og give os følgende oplysninger:

Råvarenavn

Produktfinhed (mesh/μm)

kapacitet (t/t)