Existuje mnoho technických ukazatelů grafitových anodových materiálů a je obtížné je zohlednit, zejména zahrnují specifický povrch, distribuci velikosti částic, hustotu po klepnutí, hustotu zhutnění, skutečnou hustotu, specifickou kapacitu při prvním nabití a vybití, první účinnost atd. Kromě toho existují elektrochemické ukazatele, jako je cyklický výkon, rychlostní výkon, bobtnání atd. Jaké jsou tedy ukazatele výkonu grafitových anodových materiálů? Následující obsah vám představuje společnost HCMilling (Guilin Hongcheng), výrobce...anodové materiály mlýn na mletí.
01 specifický povrch
Vztahuje se na povrchovou plochu objektu na jednotku hmotnosti. Čím menší je částice, tím větší je specifický povrch.
Záporná elektroda s malými částicemi a vysokým specifickým povrchem má více kanálů a kratší dráhy pro migraci lithiových iontů a rychlostní výkon je lepší. Vzhledem k velké kontaktní ploše s elektrolytem je však plocha pro tvorbu filmu SEI také velká a počáteční účinnost se také sníží. Větší částice mají naopak výhodu větší hustoty zhutnění.
Měrný povrch grafitových anodových materiálů je s výhodou menší než 5 m²/g.
02 Distribuce velikosti částic
Vliv velikosti částic grafitového anodového materiálu na jeho elektrochemický výkon spočívá v tom, že velikost částic anodového materiálu přímo ovlivňuje hustotu materiálu po sesátí a jeho specifický povrch.
Velikost hustoty po septiku přímo ovlivní objemovou hustotu energie materiálu a pouze vhodné rozložení velikosti částic materiálu může maximalizovat jeho výkon.
03 Hustota kohoutku
Hustota po setřesení je hmotnost na jednotku objemu měřená vibrací, která způsobuje, že prášek vypadá v relativně těsném uspořádání. Je to důležitý ukazatel pro měření aktivního materiálu. Objem lithium-iontové baterie je omezený. Pokud je hustota po setřesení vysoká, aktivní materiál na jednotku objemu má velkou hmotnost a objemová kapacita je vysoká.
04 Hustota zhutnění
Hustota zhutnění se týká hlavně pólového nástavce, což se týká hustoty po válcování po vytvoření aktivního materiálu záporné elektrody a pojiva do pólového nástavce. Hustota zhutnění = plošná hustota / (tloušťka pólového nástavce po válcování mínus tloušťka měděné fólie).
Hustota zhutnění úzce souvisí se specifickou kapacitou desky, účinností, vnitřním odporem a výkonem baterie v jednotlivých cyklech.
Faktory ovlivňující hustotu zhutnění: velikost částic, distribuce a morfologie, všechny mají vliv.
05 Skutečná hustota
Hmotnost pevné látky na jednotku objemu materiálu v absolutně hustém stavu (bez vnitřních dutin).
Protože se skutečná hustota měří ve zhutněném stavu, bude vyšší než hustota po setřesení. Obecně platí, že skutečná hustota > hustota po setřesení > hustota po setřesení.
06 První specifická kapacita nabíjení a vybíjení
Grafitový anodový materiál má v počátečním cyklu nabíjení a vybíjení nevratnou kapacitu. Během prvního procesu nabíjení lithium-iontové baterie je povrch anodového materiálu interkalován lithiovými ionty a molekuly rozpouštědla v elektrolytu jsou společně vloženy, čímž se povrch anodového materiálu rozkládá za vzniku SEI. Pasivační film. Teprve poté, co je povrch záporné elektrody zcela pokryt filmem SEI, se molekuly rozpouštědla nemohou interkalovat a reakce se zastaví. Tvorba filmu SEI spotřebuje část lithiových iontů a tuto část lithiových iontů nelze během procesu vybíjení extrahovat z povrchu záporné elektrody, což způsobuje nevratnou ztrátu kapacity a tím snižuje specifickou kapacitu prvního vybíjení.
07 První Coulombova účinnost
Důležitým ukazatelem pro hodnocení výkonu anodových materiálů je jejich první účinnost nabíjení-vybíjení, známá také jako první Coulombova účinnost. Coulombova účinnost poprvé přímo určuje výkon elektrodového materiálu.
Protože se film SEI tvoří převážně na povrchu elektrodového materiálu, specifický povrch elektrodového materiálu přímo ovlivňuje plochu tvorby filmu SEI. Čím větší je specifický povrch, tím větší je kontaktní plocha s elektrolytem a tím větší je plocha pro tvorbu filmu SEI.
Obecně se má za to, že tvorba stabilního filmu SEI je prospěšná pro nabíjení a vybíjení baterie, zatímco nestabilní film SEI je pro reakci nepříznivý, protože neustále spotřebovává elektrolyt, ztlušťuje film SEI a zvyšuje vnitřní odpor.
08 Cyklusový výkon
Cyklová výkonnost baterie se vztahuje k počtu nabití a vybití, které baterie zažije za určitého režimu nabíjení a vybíjení, když kapacita baterie klesne na stanovenou hodnotu. Z hlediska cyklické výkonnosti bude vrstva SEI do určité míry bránit difuzi lithiových iontů. S rostoucím počtem cyklů bude vrstva SEI nadále odpadávat, odlupovat se a usazovat se na povrchu záporné elektrody, což má za následek postupné zvyšování vnitřního odporu záporné elektrody, což vede k akumulaci tepla a ztrátě kapacity.
09 Rozšíření
Existuje pozitivní korelace mezi roztažností a životností cyklů. Po roztažení záporné elektrody se nejprve deformuje jádro vinutí, částice záporné elektrody vytvoří mikrotrhliny, film SEI se roztrhne a reorganizuje, elektrolyt se spotřebuje a výkon cyklu se zhorší; za druhé se stlačí membrána. Tlak, zejména extruze membrány na pravém okraji pólového ouška, je velmi silný a během cyklu nabíjení a vybíjení snadno dojde k mikrozkratu nebo mikrovysrážení lithia.
Pokud jde o samotnou expanzi, ionty lithia se během procesu interkalace grafitu zabudují do mezivrstvy grafitu, což vede k expanzi mezivrstvy a zvětšení objemu. Tato část expanze je nevratná. Míra expanze souvisí se stupněm orientace záporné elektrody, stupeň orientace = I004/I110, který lze vypočítat z dat XRD. Anizotropní grafitový materiál má během procesu interkalace lithia tendenci podléhat mřížkové expanzi ve stejném směru (směr osy C grafitového krystalu), což povede k větší objemové expanzi baterie.
10Ohodnoťte výkon
Difúze lithiových iontů v grafitovém anodovém materiálu má silnou směrovost, to znamená, že může být vkládána pouze kolmo k čelní ploše osy C grafitového krystalu. Anodové materiály s malými částicemi a vysokým měrným povrchem mají lepší rychlostní výkon. Kromě toho povrchový odpor elektrody (díky filmu SEI) a vodivost elektrody také ovlivňují rychlostní výkon.
Stejně jako u cyklické životnosti a expanze má izotropní záporná elektroda mnoho transportních kanálů pro lithiové ionty, což řeší problémy s menším počtem vstupů a nízkou rychlostí difúze v anizotropní struktuře. Většina materiálů využívá technologie, jako je granulace a potahování, ke zlepšení rychlosti přenosu.
HCMilling (Guilin Hongcheng) je výrobcem mlýnů na mlecí stroje na anodové materiály.Řada HLMXanodové materiály super- jemný vertikální mlýn, HCHanodové materiály ultrajemný mlýneka další grafitové mlýny, které vyrábíme, se široce používají při výrobě grafitových anodových materiálů. Máte-li související potřeby, kontaktujte nás prosím pro podrobnosti o zařízení a poskytněte nám následující informace:
Název suroviny
Jemnost produktu (oka/μm)
kapacita (t/h)
Čas zveřejnění: 17. září 2022