Existem muitos indicadores técnicos de materiais de ânodo de grafite, e é difícil considerá-los, incluindo principalmente área superficial específica, distribuição de tamanho de partícula, densidade de compactação, densidade real, capacidade específica de primeira carga e descarga, primeira eficiência, etc. Além disso, existem indicadores eletroquímicos, como desempenho de ciclo, desempenho de taxa, inchamento, etc. Então, quais são os indicadores de desempenho de materiais de ânodo de grafite? O conteúdo a seguir é apresentado a você pela HCMilling (Guilin Hongcheng), fabricante domateriais de ânodo moinho de moagem.

01 área de superfície específica

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

O eletrodo negativo com partículas pequenas e alta área superficial específica possui mais canais e caminhos mais curtos para a migração de íons de lítio, e o desempenho da taxa é melhor. No entanto, devido à grande área de contato com o eletrólito, a área para formação do filme SEI também é maior, e a eficiência inicial também será menor. Partículas maiores, por outro lado, têm a vantagem de maior densidade de compactação.

A área de superfície específica dos materiais do ânodo de grafite é preferencialmente menor que 5m2/g.

02 Distribuição do tamanho das partículas

A influência do tamanho de partícula do material do ânodo de grafite em seu desempenho eletroquímico é que o tamanho de partícula do material do ânodo afetará diretamente a densidade de compactação do material e a área de superfície específica do material.

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

03 Densidade de toque

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

04 Densidade de compactação

A densidade de compactação é principalmente para a peça polar, que se refere à densidade após a laminação depois que o material ativo do eletrodo negativo e o ligante são transformados na peça polar, densidade de compactação = densidade de área / (a ​​espessura da peça polar após a laminação menos a 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 das partículas, distribuição e morfologia, todos têm um efeito.

05 Densidade Verdadeira

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

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

06 A primeira capacidade específica de carga e descarga

O material do ânodo de grafite possui capacidade irreversível no ciclo inicial de carga-descarga. Durante o primeiro processo de carga da bateria de íons de lítio, a superfície do ânodo é intercalada com íons de lítio e as moléculas de solvente no eletrólito são coinseridas, e a superfície do ânodo se decompõe para formar SEI. Filme de passivação. Somente após a superfície do eletrodo negativo ser completamente coberta pelo filme SEI, as moléculas de solvente não puderam se intercalar, e a reação foi interrompida. A geração do filme SEI consome uma 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 de capacidade irreversível, reduzindo assim a capacidade específica da primeira descarga.

07 Primeira Eficiência Coulomb

Um indicador importante para avaliar o desempenho de um material anódico é sua primeira eficiência de carga-descarga, também conhecida como primeira eficiência Coulombiana. Pela primeira vez, a eficiência Coulombiana 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 a área de contato com o eletrólito e maior a área para a 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 aumentará a resistência interna.

Desempenho do ciclo 08

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 sua capacidade cai para um valor especificado. Em termos de desempenho do ciclo, a película SEI dificultará a difusão de íons de lítio até certo ponto. À medida que o número de ciclos aumenta, a película SEI continuará a cair, descascar e se depositar na superfície do eletrodo negativo, resultando em um aumento gradual na resistência interna do eletrodo negativo, o que leva ao acúmulo de calor e à perda de capacidade.

09 Expansão

Existe uma correlação positiva entre expansão e vida útil do ciclo. Após a expansão do eletrodo negativo, primeiro, o núcleo do enrolamento será deformado, as partículas do eletrodo negativo formarão microfissuras, o filme SEI será rompido e reorganizado, o eletrólito será consumido e o desempenho do ciclo será deteriorado; em segundo lugar, o diafragma será comprimido. A pressão, especialmente a extrusão do diafragma na borda em ângulo reto da orelha do polo, é muito grave e é fácil causar microcurtos-circuitos ou microprecipitação de lítio metálico com o progresso do ciclo de carga-descarga.

No que diz respeito à expansão em si, íons de lítio serão incorporados no espaçamento da camada intermediária de grafite durante o processo de intercalação de grafite, resultando em uma expansão do espaçamento da camada intermediária e um aumento de volume. Essa parte da 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 reticular 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 de 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 do ânodo com partículas pequenas 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 de taxa.

Assim como o ciclo de vida e a expansão, o eletrodo negativo isotrópico possui muitos canais de transporte de íons de lítio, o que resolve os problemas de menor entrada 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 moinhos de moagem de materiais anódicos.Série HLMXmateriais de ânodo super-moinho vertical fino, HCHmateriais de ânodo moinho ultrafinoe outros moinhos de grafite produzidos por nós têm sido amplamente utilizados na produção de materiais de ânodo de grafite. Caso tenha necessidades relacionadas, entre em contato conosco para obter detalhes sobre o equipamento e fornecer as seguintes informações:

Nome da matéria-prima

Finura do produto (malha/μm)

capacidade (t/h)