Existem muitos indicadores técnicos de materiais de ânodo de grafite e são difíceis de levar em consideração, incluindo principalmente área de superfície específica, distribuição de tamanho de partícula, densidade de compactação, densidade de compactação, densidade real, capacidade específica de primeira carga e descarga, primeira eficiência, etc. Além disso, existem indicadores eletroquímicos, como desempenho do ciclo, desempenho da taxa, inchaço e assim por diante.Então, quais são os indicadores de desempenho dos materiais de ânodo de grafite?O conteúdo a seguir é apresentado a você por HCMilling(Guilin Hongcheng), o fabricante domateriais anódicos Moinho.

01 área de superfície específica

Refere-se à área de superfície de um objeto por unidade de massa.Quanto menor for a partícula, maior será a área superficial específica.

O eletrodo negativo com partículas pequenas e alta área de superfície específica possui mais canais e caminhos mais curtos para migração de íons de lítio, e o desempenho da taxa é melhor.Porém, devido à grande área de contato com o eletrólito, a área para formação do filme SEI também é grande, e a eficiência inicial também será menor..Partículas maiores, por outro lado, têm a vantagem de maior densidade de compactação.

A área superficial específica dos materiais de ânodo de grafite é preferencialmente inferior a 5m2/g.

02 Distribuição de tamanho de partícula

A influência do tamanho das partículas do material anódico de grafite em seu desempenho eletroquímico é que o tamanho das partículas do material anódico afetará diretamente a densidade aparente do material e a área superficial específica do material.

O tamanho da densidade compactada afetará diretamente a densidade de energia volumétrica do material, e somente a distribuição apropriada do tamanho das partículas do material pode maximizar o desempenho do material.

03 Densidade de toque

A densidade compactada é a massa por unidade de volume medida pela vibração que faz o pó aparecer em uma forma de embalagem relativamente compacta.É um indicador importante para medir o material ativo.O volume da bateria de íons de lítio é limitado.Se a densidade compactada for alta, o material ativo por unidade de volume terá uma grande massa e a capacidade de volume será alta.

04 Densidade de Compactação

A densidade de compactação é principalmente para a peça polar, que se refere à densidade após a laminação após o material ativo do eletrodo negativo e o aglutinante serem transformados na peça polar, densidade de compactação = densidade de área / (a ​​espessura da peça polar após a laminação menos o espessura da folha de cobre).

A densidade de compactação está intimamente relacionada à capacidade específica da folha, eficiência, resistência interna e desempenho do ciclo da bateria.

Fatores que influenciam a densidade de compactação: tamanho, distribuição e morfologia das partículas têm um efeito.

05 Densidade Verdadeira

O peso da matéria sólida por unidade de volume de um material em estado absolutamente denso (excluindo vazios internos).

Como a densidade real é medida em estado compactado, ela será maior que a densidade aproveitada.Geralmente, densidade verdadeira > densidade compactada > densidade aproveitada.

06 A primeira capacidade específica de carga e descarga

O material do ânodo de grafite tem capacidade irreversível no ciclo inicial de carga-descarga.Durante o primeiro processo de carregamento da bateria de íons de lítio, a superfície do material anódico é intercalada com íons de lítio e as moléculas de solvente no eletrólito são co-inseridas, e a superfície do material anódico se decompõe para formar SEI.Filme de passivação.Somente depois que a superfície negativa do eletrodo foi completamente coberta pelo filme SEI, as moléculas do solvente não puderam se intercalar e a reação foi interrompida.A geração do filme SEI consome parte dos íons de lítio, e essa parte dos íons de lítio não pode ser extraída da superfície do eletrodo negativo durante o processo de descarga, causando perda irreversível de capacidade, reduzindo assim a capacidade específica da primeira descarga.

07 Eficiência do Primeiro Coulomb

Um indicador importante para avaliar o desempenho de um material anódico é a sua primeira eficiência de carga-descarga, também conhecida como primeira eficiência de Coulomb.Pela primeira vez, a eficiência Coulombic determina diretamente o desempenho do material do eletrodo.

Como o filme SEI é formado principalmente na superfície do material do eletrodo, a área superficial específica do material do eletrodo afeta diretamente a área de formação do filme SEI.Quanto maior a área superficial específica, maior será a área de contato com o eletrólito e maior será a área para formação do filme SEI.

Acredita-se geralmente que a formação de um filme SEI estável é benéfica para o carregamento e descarregamento da bateria, e o filme SEI instável é desfavorável para a reação, que consumirá continuamente o eletrólito, engrossará a espessura do filme SEI, e aumentar a resistência interna.

08 Desempenho do ciclo

O desempenho do ciclo de uma bateria refere-se ao número de cargas e descargas que a bateria experimenta sob um determinado regime de carga e descarga quando a capacidade da bateria cai para um valor especificado.Em termos de desempenho do ciclo, o filme SEI dificultará até certo ponto a difusão dos íons de lítio.À medida que o número de ciclos aumenta, o filme SEI continuará a cair, descascar e depositar na superfície do eletrodo negativo, resultando em um aumento gradual na resistência interna do eletrodo negativo, o que traz acúmulo de calor e perda de capacidade .

09 Expansão

Existe uma correlação positiva entre expansão e ciclo de vida.Após a expansão do eletrodo negativo, primeiro, o núcleo do enrolamento será deformado, as partículas do eletrodo negativo formarão microfissuras, o filme SEI será quebrado e reorganizado, o eletrólito será consumido e o desempenho do ciclo será deteriorado;segundo, o diafragma será comprimido.A pressão, especialmente a extrusão do diafragma na borda em ângulo reto da orelha polar, é muito séria e é fácil causar microcurto-circuito ou precipitação de micrometal de lítio com o progresso do ciclo de carga-descarga.

No que diz respeito à expansão em si, os íons de lítio serão incorporados no espaçamento entre camadas de grafite durante o processo de intercalação de grafite, resultando em uma expansão do espaçamento entre camadas e um aumento no volume.Esta parte de expansão é irreversível.A quantidade de expansão está relacionada ao grau de orientação do eletrodo negativo, o grau de orientação = I004/I110, que pode ser calculado a partir dos dados de XRD.O material de grafite anisotrópico tende a sofrer expansão de rede na mesma direção (a direção do eixo C do cristal de grafite) durante o processo de intercalação de lítio, o que resultará em uma maior expansão de volume da bateria.

10Avalie o desempenho

A difusão dos íons de lítio no material do ânodo de grafite possui forte direcionalidade, ou seja, só pode ser inserida perpendicularmente à face final do eixo C do cristal de grafite.Os materiais anódicos com pequenas partículas e alta área superficial específica apresentam melhor desempenho de taxa.Além disso, a resistência da superfície do eletrodo (devido ao filme SEI) e a condutividade do eletrodo também afetam o desempenho da taxa.

Assim como o ciclo de vida e expansão, o eletrodo negativo isotrópico possui muitos canais de transporte de íons de lítio, o que resolve os problemas de menos entradas e baixas taxas de difusão na estrutura anisotrópica.A maioria dos materiais utiliza tecnologias como granulação e revestimento para melhorar seu desempenho.

HCMilling (Guilin Hongcheng) é um fabricante de moinho de moagem de materiais anódicos.Série HLMXmateriais anódicos super-moinho vertical fino, HCHmateriais anódicos moinho ultrafinoe outros moinhos de grafite produzidos por nós têm sido amplamente utilizados na produção de materiais de ânodo de grafite.Se você tiver necessidades relacionadas, entre em contato conosco para obter detalhes do equipamento e forneça as seguintes informações:

Nome da matéria-prima

Finura do produto (malha/μm)

capacidade (t/h)