Grafit anot malzemelerinin birçok teknik göstergesi vardır ve bunların hepsini hesaba katmak zordur; başlıcaları arasında özgül yüzey alanı, parçacık boyutu dağılımı, sıkıştırma yoğunluğu, sıkıştırma yoğunluğu, gerçek yoğunluk, ilk şarj ve deşarj özgül kapasitesi, ilk verimlilik vb. yer alır. Buna ek olarak, çevrim performansı, hız performansı, şişme vb. gibi elektrokimyasal göstergeler de vardır. Peki, grafit anot malzemelerinin performans göstergeleri nelerdir? Aşağıdaki içerik, grafit anot malzemelerinin üreticisi HCMilling (Guilin Hongcheng) tarafından sizlere sunulmaktadır.anot malzemeleri öğütme değirmeni.

01 özgül yüzey alanı

Bir cismin birim kütlesi başına düşen yüzey alanını ifade eder. Parçacık ne kadar küçükse, özgül yüzey alanı o kadar büyük olur.

Küçük parçacıklara ve yüksek özgül yüzey alanına sahip negatif elektrot, lityum iyon göçü için daha fazla kanal ve daha kısa yol sunar ve bu nedenle hız performansı daha iyidir. Bununla birlikte, elektrolit ile geniş temas alanı nedeniyle, SEI filminin oluşacağı alan da geniştir ve başlangıç ​​verimliliği de daha düşük olacaktır. Öte yandan, daha büyük parçacıklar daha yüksek sıkıştırma yoğunluğu avantajına sahiptir.

Grafit anot malzemelerinin özgül yüzey alanının tercihen 5 m2/g'den az olması gerekir.

02 Parçacık boyutu dağılımı

Grafit anot malzemesinin parçacık boyutunun elektrokimyasal performansı üzerindeki etkisi, anot malzemesinin parçacık boyutunun malzemenin yoğunluğunu ve özgül yüzey alanını doğrudan etkilemesinden kaynaklanmaktadır.

Malzemenin hacimsel enerji yoğunluğunu doğrudan etkileyen sıkıştırma yoğunluğunun boyutu, malzemenin performansını en üst düzeye çıkarmanın tek yoludur; bu nedenle malzemenin uygun parçacık boyutu dağılımı gereklidir.

03 Musluk Yoğunluğu

Sıkıştırma yoğunluğu, tozun nispeten sıkı bir paketleme şeklinde görünmesini sağlayan titreşimle ölçülen birim hacim başına kütledir. Aktif maddeyi ölçmek için önemli bir göstergedir. Lityum iyon pilin hacmi sınırlıdır. Sıkıştırma yoğunluğu yüksekse, birim hacim başına aktif madde kütlesi büyüktür ve hacim kapasitesi yüksektir.

04 Sıkıştırma Yoğunluğu

Sıkıştırma yoğunluğu esas olarak kutup parçası içindir ve negatif elektrot aktif malzemesi ve bağlayıcının kutup parçası haline getirildikten sonra haddeleme işleminden sonraki yoğunluğu ifade eder; sıkıştırma yoğunluğu = alan yoğunluğu / (haddeleme işleminden sonraki kutup parçasının kalınlığı eksi bakır folyonun kalınlığı).

Sıkıştırma yoğunluğu, levhanın özgül kapasitesi, verimliliği, iç direnci ve pil çevrim performansı ile yakından ilişkilidir.

Sıkıştırma yoğunluğunu etkileyen faktörler: parçacık boyutu, dağılımı ve morfolojisi hepsi etkilidir.

05 Gerçek Yoğunluk

Tamamen yoğun haldeki (iç boşluklar hariç) bir malzemenin birim hacmi başına düşen katı madde ağırlığı.

Gerçek yoğunluk sıkıştırılmış halde ölçüldüğü için, sıkıştırılmış haldeki yoğunluktan daha yüksek olacaktır. Genellikle, gerçek yoğunluk > sıkıştırılmış yoğunluk > sıkıştırılmış haldeki yoğunluk sıralaması geçerlidir.

06 İlk şarj ve deşarj özgül kapasitesi

Grafit anot malzemesi, ilk şarj-deşarj döngüsünde geri dönüşümsüz kapasiteye sahiptir. Lityum iyon pilin ilk şarj işlemi sırasında, anot malzemesinin yüzeyi lityum iyonları ile ara katmanlanır ve elektrolitteki çözücü molekülleri de eş zamanlı olarak ara katmanlanır ve anot malzemesinin yüzeyi SEI adı verilen bir pasivasyon filmi oluşturmak üzere ayrışır. Negatif elektrot yüzeyi tamamen SEI filmiyle kaplandıktan sonra, çözücü molekülleri ara katmanlanamaz ve reaksiyon durur. SEI filminin oluşumu lityum iyonlarının bir kısmını tüketir ve bu lityum iyonlarının bir kısmı deşarj işlemi sırasında negatif elektrot yüzeyinden çıkarılamaz, bu da geri dönüşümsüz kapasite kaybına ve dolayısıyla ilk deşarjın özgül kapasitesinin azalmasına neden olur.

07 Birinci Coulomb Verimliliği

Anot malzemelerinin performansını değerlendirmek için önemli bir gösterge, ilk şarj-deşarj verimliliği veya diğer adıyla ilk Coulomb verimliliğidir. İlk defa, Coulomb verimliliği elektrot malzemesinin performansını doğrudan belirlemektedir.

SEI filmi çoğunlukla elektrot malzemesinin yüzeyinde oluştuğu için, elektrot malzemesinin özgül yüzey alanı, SEI filminin oluşum alanını doğrudan etkiler. Özgül yüzey alanı ne kadar büyükse, elektrolit ile temas alanı ve SEI filminin oluşabileceği alan da o kadar büyük olur.

Genel olarak, kararlı bir SEI filminin oluşumunun pilin şarj ve deşarjı için faydalı olduğuna, kararsız SEI filminin ise reaksiyon için elverişsiz olduğuna, sürekli olarak elektrolit tüketimine, SEI filminin kalınlığının artmasına ve iç direncin artmasına neden olduğuna inanılmaktadır.

08 Döngü performansı

Bir bataryanın çevrim performansı, batarya kapasitesi belirli bir değere düştüğünde, belirli bir şarj ve deşarj rejimi altında bataryanın geçirdiği şarj ve deşarj sayısını ifade eder. Çevrim performansı açısından, SEI filmi lityum iyonlarının difüzyonunu belirli bir ölçüde engeller. Çevrim sayısı arttıkça, SEI filmi dökülmeye, soyulmaya ve negatif elektrotun yüzeyine birikmeye devam eder; bu da negatif elektrotun iç direncinde kademeli bir artışa, ısı birikimine ve kapasite kaybına yol açar.

09 Genişletme

Genleşme ile çevrim ömrü arasında pozitif bir ilişki vardır. Negatif elektrot genleştikten sonra, öncelikle sargı çekirdeği deforme olur, negatif elektrot parçacıklarında mikro çatlaklar oluşur, SEI filmi kırılır ve yeniden düzenlenir, elektrolit tüketilir ve çevrim performansı bozulur; ikinci olarak, diyafram sıkıştırılır. Basınç, özellikle kutup kulağının dik açılı kenarındaki diyaframın ekstrüzyonu çok ciddidir ve şarj-deşarj döngüsünün ilerlemesiyle mikro kısa devreye veya mikro metal lityum çökelmesine neden olma olasılığı yüksektir.

Genleşmenin kendisine gelince, lityum iyonları grafit ara katman boşluğuna grafit ara katmanlama işlemi sırasında yerleşecek ve bu da ara katman boşluğunun genişlemesine ve hacim artışına neden olacaktır. Bu genleşme kısmı geri döndürülemez. Genleşme miktarı, negatif elektrotun yönelim derecesiyle ilişkilidir; yönelim derecesi = I004/I110, bu da XRD verilerinden hesaplanabilir. Anizotropik grafit malzeme, lityum ara katmanlama işlemi sırasında aynı yönde (grafit kristalinin C ekseni yönünde) kafes genişlemesine eğilimlidir; bu da pilin daha büyük bir hacim genişlemesine neden olacaktır.

10Performansı değerlendirin

Lityum iyonlarının grafit anot malzemesinde difüzyonu güçlü bir yönlülüğe sahiptir, yani yalnızca grafit kristalinin C ekseninin uç yüzüne dik olarak yerleştirilebilir. Küçük parçacıklı ve yüksek özgül yüzey alanına sahip anot malzemeleri daha iyi hız performansına sahiptir. Ayrıca, elektrot yüzey direnci (SEI filmi nedeniyle) ve elektrot iletkenliği de hız performansını etkiler.

Çevrim ömrü ve genleşme ile aynı şekilde, izotropik negatif elektrot, anizotropik yapıdaki daha az giriş ve düşük difüzyon hızı sorunlarını çözen birçok lityum iyon taşıma kanalına sahiptir. Malzemelerin çoğu, hız performanslarını iyileştirmek için granülasyon ve kaplama gibi teknolojiler kullanır.

HCMilling (Guilin Hongcheng), anot malzemeleri öğütme değirmeni üreticisidir.HLMX serisianot malzemeleri süper-ince dikey değirmen, HCHanot malzemeleri ultra ince değirmenTarafımızdan üretilen diğer grafit öğütme değirmenleri, grafit anot malzemelerinin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. İlgili ihtiyaçlarınız varsa, ekipman detayları için lütfen bizimle iletişime geçin ve aşağıdaki bilgileri bize iletin:

Ham madde adı

Ürün inceliği (elek/μm)

kapasite (t/saat)