Der er mange tekniske indikatorer for grafitanodematerialer, og det er vanskeligt at tage højde for dem, primært herunder specifikt overfladeareal, partikelstørrelsesfordeling, tapdensitet, komprimeringsdensitet, sand densitet, specifik kapacitet ved første opladning og afladning, første effektivitet osv. Derudover er der elektrokemiske indikatorer såsom cyklusydelse, hastighedsydelse, hævelse osv. Så hvad er ydelsesindikatorerne for grafitanodematerialer? Følgende indhold introduceres til dig af HCMilling (Guilin Hongcheng), producenten afanodematerialer kværn.

01 specifikt overfladeareal

Henviser til overfladearealet af et objekt pr. masseenhed. Jo mindre partiklen er, desto større er det specifikke overfladeareal.

Den negative elektrode med små partikler og et højt specifikt overfladeareal har flere kanaler og kortere veje til lithiumionmigration, og hastighedsydelsen er bedre. På grund af det store kontaktareal med elektrolytten er området til dannelse af SEI-filmen imidlertid også stort, og den indledende effektivitet vil også blive lavere. Større partikler har derimod fordelen af ​​større komprimeringstæthed.

Det specifikke overfladeareal af grafitanodematerialerne er fortrinsvis mindre end 5 m²/g.

02 Partikelstørrelsesfordeling

Indflydelsen af ​​partikelstørrelsen af ​​grafitanodemateriale på dets elektrokemiske ydeevne er, at partikelstørrelsen af ​​anodematerialet direkte vil påvirke materialets tapdensitet og materialets specifikke overfladeareal.

Størrelsen af ​​tapdensiteten vil direkte påvirke materialets volumenenergitæthed, og kun den passende partikelstørrelsesfordeling af materialet kan maksimere materialets ydeevne.

03 Taptæthed

Tapdensiteten er massen pr. volumenhed målt ved vibrationen, der får pulveret til at fremstå i en relativt tæt pakket form. Det er en vigtig indikator for at måle det aktive materiale. Volumen af ​​​​lithium-ion-batteriet er begrænset. Hvis tapdensiteten er høj, har det aktive materiale pr. volumenhed en stor masse, og volumenkapaciteten er høj.

04 Komprimeringstæthed

Komprimeringstætheden er primært for polstykket, hvilket refererer til densiteten efter valsning, efter at det negative elektrodeaktive materiale og bindemidlet er formet som polstykket. Komprimeringstætheden er = arealtætheden / (polstykkets tykkelse efter valsning minus kobberfoliens tykkelse).

Komprimeringstætheden er tæt forbundet med den pladespecifikke kapacitet, effektivitet, indre modstand og batteriets ydeevne.

Faktorer, der påvirker komprimeringstætheden: partikelstørrelse, fordeling og morfologi, har alle en effekt.

05 Ægte tæthed

Vægten af ​​fast stof pr. volumenhed af et materiale i absolut tæt tilstand (eksklusive indre hulrum).

Da den sande densitet måles i en komprimeret tilstand, vil den være højere end den tappede densitet. Generelt er sand densitet > komprimeret densitet > tappede densitet.

06 Den første specifikke opladnings- og afladningskapacitet

Grafitanodematerialet har en irreversibel kapacitet i den indledende opladnings- og afladningscyklus. Under den første opladningsproces af lithium-ion-batteriet bliver overfladen af ​​anodematerialet indsat med lithiumioner, og opløsningsmiddelmolekylerne i elektrolytten indsættes samtidig, hvorefter overfladen af ​​anodematerialet nedbrydes og danner SEI. Passiveringsfilm. Først efter at den negative elektrodeoverflade var fuldstændigt dækket af SEI-filmen, kunne opløsningsmiddelmolekylerne ikke indsættes, og reaktionen stoppede. Genereringen af ​​SEI-film forbruger en del af lithiumionerne, og denne del af lithiumionerne kan ikke udvindes fra overfladen af ​​den negative elektrode under afladningsprocessen, hvilket forårsager et irreversibelt kapacitetstab og derved reducerer den specifikke kapacitet af den første afladning.

07 Første Coulomb-effektivitet

En vigtig indikator for evaluering af et anodemateriales ydeevne er dets første ladnings-afladningseffektivitet, også kendt som den første Coulomb-effektivitet. For første gang bestemmer den Coulombiske effektivitet direkte elektrodematerialets ydeevne.

Da SEI-filmen hovedsageligt dannes på overfladen af ​​elektrodematerialet, påvirker elektrodematerialets specifikke overfladeareal direkte dannelsesarealet af SEI-filmen. Jo større det specifikke overfladeareal er, desto større er kontaktarealet med elektrolytten, og desto større er arealet til dannelse af SEI-filmen.

Det antages generelt, at dannelsen af ​​en stabil SEI-film er gavnlig for opladning og afladning af batteriet, og den ustabile SEI-film er ugunstig for reaktionen, som kontinuerligt vil forbruge elektrolytten, fortykke SEI-filmen og øge den indre modstand.

08 Cyklusydelse

Et batteris cyklusydelse refererer til antallet af opladninger og afladninger, som batteriet oplever under et bestemt opladnings- og afladningsregime, når batterikapaciteten falder til en bestemt værdi. Med hensyn til cyklusydelse vil SEI-filmen i et vist omfang hindre diffusionen af ​​lithiumioner. Efterhånden som antallet af cyklusser stiger, vil SEI-filmen fortsætte med at falde af, skalle af og aflejres på overfladen af ​​den negative elektrode, hvilket resulterer i en gradvis stigning i den negative elektrodes indre modstand, hvilket medfører varmeophobning og kapacitetstab.

09 Udvidelse

Der er en positiv korrelation mellem ekspansion og cykluslevetid. Efter at den negative elektrode har udvidet sig, vil viklingskernen først blive deformeret, partiklerne i den negative elektrode vil danne mikrorevner, SEI-filmen vil blive brudt og omorganiseret, elektrolytten vil blive forbrugt, og cyklusydelsen vil blive forringet; for det andet vil membranen blive klemt. Trykket, især ekstruderingen af ​​membranen ved den retvinklede kant af poløret, er meget alvorligt, og det er let at forårsage mikrokortslutning eller mikrometallisk lithiumudfældning med fremskridtet i opladnings- og afladningscyklussen.

Hvad angår selve ekspansionen, vil lithiumioner blive indlejret i grafitmellemlagsafstanden under grafitinterkaleringsprocessen, hvilket resulterer i en udvidelse af mellemlagsafstanden og en stigning i volumen. Denne ekspansionsdel er irreversibel. Mængden af ​​ekspansion er relateret til graden af ​​orientering af den negative elektrode, orienteringsgraden = I004/I110, som kan beregnes ud fra XRD-dataene. Det anisotrope grafitmateriale har en tendens til at undergå gitterekspansion i samme retning (C-aksens retning for grafitkrystallen) under lithiuminterkaleringsprocessen, hvilket vil resultere i en større volumenekspansion af batteriet.

10Bedøm ydeevne

Diffusionen af ​​lithiumioner i grafitanodematerialet har en stærk retningsbestemthed, det vil sige, at de kun kan indsættes vinkelret på endefladen af ​​grafitkrystallens C-akse. Anodematerialer med små partikler og et højt specifikt overfladeareal har bedre hastighedsydelse. Derudover påvirker elektrodeoverflademodstanden (på grund af SEI-filmen) og elektrodeledningsevnen også hastighedsydelsen.

Ligesom levetiden og udvidelsen har den isotropiske negative elektrode mange lithium-iontransportkanaler, hvilket løser problemerne med færre indgange og lave diffusionshastigheder i den anisotropiske struktur. De fleste materialer bruger teknologier som granulering og belægning for at forbedre deres ydeevne.

HCMilling (Guilin Hongcheng) er en producent af kværne til anodematerialer.HLMX-serienanodematerialer super-fin lodret mølle, HCHanodematerialer ultrafin mølleog andre grafitkværne produceret af os er blevet brugt i vid udstrækning i produktionen af ​​grafitanodematerialer. Hvis du har relaterede behov, bedes du kontakte os for detaljer om udstyret og give os følgende oplysninger:

Råmaterialets navn

Produktfinhed (mesh/μm)

kapacitet (t/t)