Il existe de nombreux indicateurs techniques des matériaux d'anode en graphite, difficiles à prendre en compte. Parmi eux figurent principalement la surface spécifique, la granulométrie, la masse volumique tassée, la densité de compactage, la masse volumique vraie, la capacité spécifique à la première charge et décharge, le rendement initial, etc. Il existe également des indicateurs électrochimiques tels que la performance cyclique, la performance en régime, le gonflement, etc. Quels sont donc les indicateurs de performance des matériaux d'anode en graphite ? Le contenu suivant vous est présenté par HCMilling (Guilin Hongcheng), fabricant.matériaux d'anode broyeur.

01 surface spécifique

Désigne la surface d'un objet par unité de masse. Plus la particule est petite, plus sa surface spécifique est grande.

L'électrode négative, composée de petites particules et d'une surface spécifique élevée, présente davantage de canaux et des chemins plus courts pour la migration des ions lithium, et offre de meilleures performances. Cependant, en raison de la grande surface de contact avec l'électrolyte, la surface de formation du film SEI est également importante, ce qui diminue l'efficacité initiale. En revanche, les particules plus grosses présentent l'avantage d'une densité de compaction plus élevée.

La surface spécifique des matériaux d'anode en graphite est de préférence inférieure à 5 m2/g.

02 Distribution granulométrique

L'influence de la taille des particules du matériau d'anode en graphite sur ses performances électrochimiques est que la taille des particules du matériau d'anode affectera directement la densité de tassement du matériau et la surface spécifique du matériau.

La taille de la densité de tassement affectera directement la densité énergétique volumique du matériau, et seule la distribution granulométrique appropriée du matériau peut maximiser les performances du matériau.

03 Densité de taraudage

La masse volumique tassée est la masse volumique mesurée par les vibrations qui donnent à la poudre une forme relativement compacte. C'est un indicateur important pour mesurer la matière active. Le volume d'une batterie lithium-ion est limité. Si la masse volumique tassée est élevée, la matière active par unité de volume a une masse importante et la capacité volumique est élevée.

04 Densité de compactage

La densité de compactage concerne principalement la pièce polaire, qui fait référence à la densité après le laminage après que le matériau actif de l'électrode négative et le liant sont transformés en pièce polaire, densité de compactage = densité de surface / (l'épaisseur de la pièce polaire après laminage moins l'épaisseur de la feuille de cuivre).

La densité de compactage est étroitement liée à la capacité spécifique de la feuille, à l'efficacité, à la résistance interne et aux performances du cycle de la batterie.

Les facteurs influençant la densité de compactage sont la taille des particules, leur distribution et leur morphologie.

05 Vraie densité

Poids de matière solide par unité de volume d'un matériau dans un état absolument dense (à l'exclusion des vides internes).

La masse volumique réelle étant mesurée à l'état compacté, elle sera supérieure à la masse volumique tassée. En général, masse volumique réelle > masse volumique compactée > masse volumique tassée.

06 La première capacité spécifique de charge et de décharge

Le matériau anodique en graphite présente une capacité irréversible lors du cycle initial de charge-décharge. Lors de la première charge de la batterie lithium-ion, la surface de l'anode est intercalée avec des ions lithium et les molécules de solvant de l'électrolyte sont co-insérées. La surface de l'anode se décompose pour former un film de passivation SEI. Ce n'est qu'une fois la surface de l'électrode négative entièrement recouverte par le film SEI que les molécules de solvant ne peuvent plus s'intercaler et que la réaction est stoppée. La génération du film SEI consomme une partie des ions lithium, qui ne peuvent être extraits de la surface de l'électrode négative lors de la décharge, ce qui entraîne une perte de capacité irréversible et réduit la capacité spécifique de la première décharge.

07 Première efficacité de Coulomb

Un indicateur important pour évaluer les performances d'un matériau d'anode est son rendement de première charge-décharge, également appelé rendement de première coulomb. Pour la première fois, le rendement coulombien détermine directement les performances du matériau d'électrode.

Le film SEI étant principalement formé à la surface du matériau de l'électrode, sa surface spécifique influence directement sa zone de formation. Plus la surface spécifique est grande, plus la zone de contact avec l'électrolyte est importante et plus la zone de formation du film SEI est grande.

On pense généralement que la formation d'un film SEI stable est bénéfique pour la charge et la décharge de la batterie, et que le film SEI instable est défavorable à la réaction, qui consommera continuellement l'électrolyte, épaissira l'épaisseur du film SEI et augmentera la résistance interne.

08 Cycle de performance

La performance cyclique d'une batterie désigne le nombre de charges et de décharges subies par la batterie sous un régime de charge et de décharge donné, lorsque sa capacité chute à une valeur donnée. En termes de performance cyclique, le film SEI entrave dans une certaine mesure la diffusion des ions lithium. À mesure que le nombre de cycles augmente, le film SEI continue de se détacher, de se décoller et de se déposer à la surface de l'électrode négative, entraînant une augmentation progressive de la résistance interne de l'électrode négative, ce qui entraîne une accumulation de chaleur et une perte de capacité.

09 Extension

Il existe une corrélation positive entre la dilatation et la durée de vie. Après la dilatation de l'électrode négative, le noyau de l'enroulement se déforme, les particules de l'électrode négative forment des microfissures, le film SEI se rompt et se réorganise, l'électrolyte est consommé et les performances du cycle se dégradent ; le diaphragme est ensuite comprimé. La pression, notamment l'extrusion du diaphragme au niveau du bord à angle droit de l'oreille polaire, est très importante et peut facilement provoquer des micro-courts-circuits ou des précipitations de micro-métal lithium au cours du cycle de charge-décharge.

Concernant l'expansion elle-même, les ions lithium s'incrustent dans l'espacement entre les couches de graphite lors du processus d'intercalation du graphite, ce qui entraîne une expansion de cet espacement et une augmentation de volume. Cette expansion est irréversible. Son ampleur est liée au degré d'orientation de l'électrode négative (degré d'orientation = I004/I110), calculable à partir des données de DRX. Le graphite anisotrope tend à s'étendre dans la même direction (la direction de l'axe C du cristal de graphite) lors du processus d'intercalation du lithium, ce qui entraîne une expansion volumique plus importante de la batterie.

10Taux de performance

La diffusion des ions lithium dans l'anode en graphite présente une forte directivité ; elle ne peut donc s'insérer que perpendiculairement à l'extrémité de l'axe C du cristal de graphite. Les matériaux d'anode à particules fines et à surface spécifique élevée présentent de meilleures performances de débit. De plus, la résistance de surface de l'électrode (due au film SEI) et la conductivité de l'électrode influencent également ces performances.

Tout comme la durée de vie et la dilatation, l'électrode négative isotrope possède de nombreux canaux de transport d'ions lithium, ce qui résout les problèmes de faible pénétration et de faible taux de diffusion dans la structure anisotrope. La plupart des matériaux utilisent des technologies telles que la granulation et le revêtement pour améliorer leurs performances.

HCMilling (Guilin Hongcheng) est un fabricant de broyeurs de matériaux d'anode.Série HLMXmatériaux d'anode super-broyeur vertical fin, HCHmatériaux d'anode broyeur ultra-finNos autres broyeurs à graphite sont largement utilisés dans la production de matériaux d'anode en graphite. Pour toute demande, veuillez nous contacter pour obtenir des informations détaillées sur nos équipements et nous fournir les informations suivantes :

Nom de la matière première

Finesse du produit (mesh/μm)

capacité (t/h)