Existen muchos indicadores técnicos de materiales de ánodo de grafito, y es difícil tener en cuenta, principalmente incluyendo un área de superficie específica, distribución del tamaño de partículas, densidad de grifo, densidad de compactación, densidad verdadera, capacidad específica de primera carga y descarga, primera eficiencia, etc. Además, hay indicadores electroquímicos como el rendimiento del ciclo, el rendimiento de la velocidad, la hinchazón, etc. Entonces, ¿cuáles son los indicadores de rendimiento de los materiales del ánodo de grafito? HCMilling (Guilin Hongcheng), el fabricante del fabricante de el fabricante de el fabricante de lamateriales anódicos molino.

01 Área de superficie específica

Se refiere al área de superficie de un objeto por unidad de masa. Cuanto más pequeña sea la partícula, más grande es la superficie específica.

El electrodo negativo con partículas pequeñas y una superficie de alto específica tiene más canales y rutas más cortas para la migración de iones de litio, y el rendimiento de la velocidad es mejor. Sin embargo, debido a la gran área de contacto con el electrolito, el área para formar la película SEI también es grande, y la eficiencia inicial también se reducirá. . Las partículas más grandes, por otro lado, tienen la ventaja de una mayor densidad de compactación.

El área de superficie específica de los materiales del ánodo de grafito es preferiblemente inferior a 5m2/g.

02 Distribución del tamaño de partícula

La influencia del tamaño de partícula del material anódico de grafito en su rendimiento electroquímico es que el tamaño de partícula del material del ánodo afectará directamente la densidad del grifo del material y el área de superficie específica del material.

El tamaño de la densidad del grifo afectará directamente la densidad de energía del volumen del material, y solo la distribución adecuada del tamaño de partícula del material puede maximizar el rendimiento del material.

03 densidad de toque

La densidad del grifo es la masa por unidad de volumen medida por la vibración que hace que el polvo aparezca en una forma de empaque relativamente apretada. Es un indicador importante para medir el material activo. El volumen de la batería de iones de litio es limitado. Si la densidad del grifo es alta, el material activo por unidad de volumen tiene una masa grande y la capacidad de volumen es alta.

04 Densidad de compactación

La densidad de compactación es principalmente para la pieza de polo, que se refiere a la densidad después de rodar después del material activo de electrodo negativo y el aglutinante se realiza en la pieza de polo, densidad de compactación = densidad de área / (el grosor de la pieza de polo después de rodar menos el Grosor de la lámina de cobre).

La densidad de compactación está estrechamente relacionada con la capacidad de la hoja, la eficiencia, la resistencia interna y el rendimiento del ciclo de la batería.

Factores de influencia de la densidad de compactación: el tamaño de la partícula, la distribución y la morfología tienen un efecto.

05 densidad verdadera

El peso de la materia sólida por unidad de volumen de un material en un estado absolutamente denso (excluyendo vacíos internos).

Dado que la verdadera densidad se mide en un estado compactado, será más alta que la densidad aprovechada. Generalmente, densidad verdadera> densidad compactada> densidad aprovechada.

06 Capacidad específica de la primera carga y descarga

El material del ánodo de grafito tiene una capacidad irreversible en el ciclo de carga de carga inicial. Durante el primer proceso de carga de la batería de iones de litio, la superficie del material del ánodo está intercalada con iones de litio y las moléculas de disolvente en el electrolito se coinserman, y la superficie del material del ánodo se descompone para formar SEI. Película de pasivación. Solo después de que la superficie negativa del electrodo estuvo completamente cubierta por la película SEI, las moléculas de solventes no pudieron intercalarse, y la reacción se detuvo. La generación de la película SEI consume una parte de los iones de litio, y esta parte de los iones de litio no se puede extraer de la superficie del electrodo negativo durante el proceso de descarga, lo que provoca una pérdida de capacidad irreversible, reduciendo así la capacidad específica de la primera descarga.

07 Primera eficiencia de Coulomb

Un indicador importante para evaluar el rendimiento de los materiales de un ánodo es su primera eficiencia de descarga de carga, también conocida como la primera eficiencia de Coulomb. Por primera vez, la eficiencia coulombic determina directamente el rendimiento del material del electrodo.

Dado que la película SEI se forma principalmente en la superficie del material del electrodo, el área de superficie específica del material del electrodo afecta directamente el área de formación de la película SEI. Cuanto más grande sea el área de superficie específica, más grande es el área de contacto con el electrolito y mayor es el área para formar la película SEI.

En general, se cree que la formación de una película SEI estable es beneficiosa para la carga y descarga de la batería, y la película SEI inestable es desfavorable para la reacción, que consumirá continuamente el electrolito, engrosará el grosor de la película SEI, y aumentar la resistencia interna.

Performance del ciclo 08

El rendimiento del ciclo de una batería se refiere al número de cargas y descargas que la batería experimenta bajo un cierto régimen de carga y descarga cuando la capacidad de la batería cae a un valor específico. En términos de rendimiento del ciclo, la película SEI obstaculizará la difusión de iones de litio hasta cierto punto. A medida que aumenta el número de ciclos, la película SEI continuará cayendo, despegue y depositará en la superficie del electrodo negativo, lo que resulta en un aumento gradual en la resistencia interna del electrodo negativo, que trae la acumulación de calor y la pérdida de capacidad .

09 Expansión

Existe una correlación positiva entre la expansión y la vida del ciclo. Después de que el electrodo negativo se expande, primero, el núcleo de devanado se deformará, las partículas de electrodo negativas formarán microgrietas, la película SEI se romperá y reorganizará, el electrolito se consumirá y el rendimiento del ciclo se deteriorará; En segundo lugar, el diafragma será exprimido. La presión, especialmente la extrusión del diafragma en el borde del ángulo derecho del oído del poste, es muy grave, y es fácil causar un circuito micro-corto o precipitación de litio micro-metal con el progreso del ciclo de carga de carga.

En lo que respecta a la expansión en sí, los iones de litio se incrustarán en el espacio entre capas de grafito durante el proceso de intercalación de grafito, lo que dará como resultado una expansión del espacio entre capas y un aumento en el volumen. Esta parte de expansión es irreversible. La cantidad de expansión está relacionada con el grado de orientación del electrodo negativo, el grado de orientación = i004/i110, que puede calcularse a partir de los datos de XRD. El material de grafito anisotrópico tiende a sufrir una expansión de celosía en la misma dirección (la dirección del eje C del cristal de grafito) durante el proceso de intercalación de litio, lo que dará como resultado una mayor expansión de volumen de la batería.

10Rendimiento de tasas

La difusión de iones de litio en el material del ánodo de grafito tiene una fuerte direccionalidad, es decir, solo se puede insertar perpendicular a la cara final del eje C del cristal de grafito. Los materiales del ánodo con partículas pequeñas y la superficie específica alta tienen un mejor rendimiento. Además, la resistencia a la superficie del electrodo (debido a la película SEI) y la conductividad del electrodo también afectan el rendimiento de la velocidad.

Al igual que la vida del ciclo y la expansión, el electrodo negativo isotrópico tiene muchos canales de transporte de iones de litio, lo que resuelve los problemas de menos entradas y bajas tasas de difusión en la estructura anisotrópica. La mayoría de los materiales utilizan tecnologías como la granulación y el recubrimiento para mejorar su rendimiento de la tasa.

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