흑연 음극재에 대한 기술 지표는 많지만 주로 비표면적, 입자 크기 분포, 탭 밀도, 압축 밀도, 진밀도, 1차 충방전 비용량, 1차 효율 등을 포함하여 고려하기가 어렵습니다. 또한 사이클 성능, 속도 성능, 팽창 등과 같은 전기화학적 지표가 있습니다.그렇다면 흑연계 음극재의 성능지표는 무엇일까?다음 내용은 HC Milling(Guilin Hongcheng) 제조사에서 소개합니다.양극재 분쇄기.

01 비표면적

단위 질량당 물체의 표면적을 나타냅니다.입자가 작을수록 비표면적이 커집니다.

입자가 작고 비표면적이 높은 음극은 리튬 이온 이동을 위한 채널이 많고 경로가 짧으며 속도 성능이 더 좋습니다.그러나 전해질과의 접촉 면적이 크기 때문에 SEI 피막을 형성하는 면적도 넓어져 초기 효율도 낮아지게 된다..반면, 입자가 클수록 압축 밀도가 높아지는 이점이 있습니다.

흑연 음극재의 비표면적은 5m2/g 미만인 것이 바람직하다.

02 입자 크기 분포

흑연 양극 재료의 입자 크기가 전기화학적 성능에 미치는 영향은 양극 재료의 입자 크기가 재료의 탭 밀도와 재료의 비표면적에 직접적인 영향을 미친다는 것입니다.

탭 밀도의 크기는 재료의 부피 에너지 밀도에 직접적인 영향을 미치며 재료의 적절한 입자 크기 분포만이 재료의 성능을 극대화할 수 있습니다.

03 탭밀도

탭 밀도는 분말이 상대적으로 단단한 충전 형태로 나타나게 만드는 진동으로 측정된 단위 부피당 질량입니다.활물질을 측정하는 중요한 지표입니다.리튬이온 배터리의 용량은 제한되어 있습니다.탭 밀도가 높으면 단위 부피당 활물질의 질량이 크고 부피 용량이 높습니다.

04 다짐밀도

압착밀도는 주로 극편에 대한 것으로, 음극 활물질과 바인더를 극편으로 만든 후 압연 후의 밀도를 말하며, 압밀밀도 = 면적밀도 / (압연 후 ​​극편의 두께에서 구리 호일의 두께).

다짐 밀도는 시트 비용량, 효율, 내부 저항 및 배터리 사이클 성능과 밀접한 관련이 있습니다.

압축 밀도에 영향을 미치는 요인: 입자 크기, 분포 및 형태가 모두 영향을 미칩니다.

05 트루 덴시티

절대 밀도 상태(내부 공극 제외)의 재료 단위 부피당 고형 물질의 무게입니다.

진밀도는 압축된 상태에서 측정되므로 탭밀도보다 높게 됩니다.일반적으로 실제 밀도 > 압축 밀도 > 탭 밀도입니다.

06 최초의 충방전 비용량

흑연계 음극재는 초기 충방전 사이클에서 비가역적 용량을 갖는다.리튬이온전지의 1차 충전 과정에서 양극재 표면에는 리튬이온이 삽입되고, 전해질 내 용매분자는 공동삽입되면서 양극재 표면이 분해되어 SEI가 형성된다.패시베이션 필름.음극 표면이 SEI 필름으로 완전히 덮힌 후에야 용매 분자가 삽입될 수 없어 반응이 중단되었습니다.SEI 피막 생성에는 리튬 이온의 일부가 소모되는데, 방전 과정에서 이 일부 리튬 이온이 음극 표면에서 빠져나오지 못하여 비가역적인 용량 손실을 초래하여 첫 번째 방전의 비용량을 감소시킨다.

07 1차 쿨롱 효율

음극재의 성능을 평가하는 중요한 지표는 1차 쿨롱 효율이라고도 알려진 1차 충방전 효율입니다.처음으로 쿨롱 효율이 전극 재료의 성능을 직접적으로 결정합니다.

SEI 막은 대부분 전극물질의 표면에 형성되기 때문에 전극물질의 비표면적이 SEI 막의 형성면적에 직접적인 영향을 미친다.비표면적이 클수록 전해질과의 접촉면적이 커지고 SEI 피막을 형성하는 면적도 넓어진다.

일반적으로 안정된 SEI 피막의 형성은 전지의 충방전에 유리하고, 불안정한 SEI 피막은 계속해서 전해액을 소모하고 SEI 피막의 두께를 두꺼워지게 하는 반응에 불리한 것으로 여겨진다. 내부저항을 증가시킨다.

08 사이클 성능

배터리의 사이클 성능은 배터리 용량이 지정된 값으로 떨어졌을 때 특정 충전 및 방전 방식에서 배터리가 경험하는 충전 및 방전 횟수를 나타냅니다.사이클 성능 측면에서 SEI 필름은 리튬 이온의 확산을 어느 정도 방해합니다.사이클 횟수가 증가함에 따라 SEI 필름은 계속해서 벗겨지고 벗겨지며 음극 표면에 증착되어 음극의 내부 저항이 점차 증가하여 열 축적 및 용량 손실을 가져옵니다. .

09 확장

팽창과 사이클 수명 사이에는 긍정적인 상관관계가 있습니다.음극이 팽창한 후 먼저 권선 코어가 변형되고 음극 입자가 미세 균열을 형성하며 SEI 필름이 파손 및 재구성되고 전해질이 소모되어 사이클 성능이 저하됩니다.둘째, 다이어프램이 압착됩니다.압력, 특히 극이어의 직각 가장자리에 있는 다이어프램의 돌출은 매우 심각하며, 충방전 주기가 진행됨에 따라 미세 단락 또는 미세 금속 리튬 석출이 발생하기 쉽습니다.

팽창 자체에 관한 한, 흑연 삽입 과정에서 리튬 이온이 흑연 층간 간격에 매립되어 층간 간격이 팽창하고 부피가 증가합니다.이 확장 부분은 되돌릴 수 없습니다.팽창량은 음극의 배향도와 관련이 있으며, 배향도 = I004/I110이며 이는 XRD 데이터로부터 계산할 수 있습니다.이방성 흑연 재료는 리튬 삽입 과정에서 동일한 방향(흑연 결정의 C축 방향)으로 격자 팽창을 겪는 경향이 있으며, 이로 인해 전지의 부피 팽창이 더 커지게 됩니다.

10성과 평가

흑연 음극재에서 리튬 이온의 확산은 방향성이 강하다. 즉, 흑연 결정의 C축 단면에 수직으로만 삽입될 수 있다.입자가 작고 비표면적이 높은 양극 재료는 속도 성능이 더 좋습니다.또한 SEI 필름으로 인한 전극 표면 저항과 전극 전도성도 레이트 성능에 영향을 미칩니다.

사이클 수명 및 팽창과 마찬가지로 등방성 음극에도 리튬 이온 수송 채널이 많아 이방성 구조에서 입구가 적고 확산 속도가 낮은 문제를 해결합니다.대부분의 재료는 속도 성능을 향상시키기 위해 과립화 및 코팅과 같은 기술을 사용합니다.

HC Milling(Guilin Hongcheng)은 양극재 연삭 공장 제조업체입니다.HLMX 시리즈양극재 감독자- 미세 수직 밀, HCH양극재 초미세 공장우리가 생산하는 기타 흑연 분쇄기는 흑연 양극 재료 생산에 널리 사용되었습니다.관련 요구 사항이 있는 경우 장비에 대한 세부 정보를 문의하고 다음 정보를 제공하십시오.

원재료명

제품섬도(메시/μm)

용량(t/h)