Il existe de nombreux indicateurs techniques des matériaux d'anode en graphite, et il est difficile à prendre en compte, notamment la surface spécifique, la distribution granulométrique, la densité après tassement, la densité de compactage, la densité réelle, la capacité spécifique de première charge et décharge, la première efficacité, etc. De plus, il existe des indicateurs électrochimiques tels que la performance du cycle, la performance du taux, le gonflement, etc.Alors, quels sont les indicateurs de performance des matériaux d’anode en graphite ?Le contenu suivant vous est présenté par HCMilling (Guilin Hongcheng), le fabricant dumatériaux d'anode broyeur.

01 surface spécifique

Fait référence à la surface d'un objet par unité de masse.Plus la particule est petite, plus la surface spécifique est grande.

L'électrode négative avec de petites particules et une surface spécifique élevée a plus de canaux et des chemins plus courts pour la migration des ions lithium, et les performances de débit sont meilleures.Cependant, en raison de la grande surface de contact avec l'électrolyte, la surface de formation du film SEI est également grande et l'efficacité initiale deviendra également inférieure..Les particules plus grosses, en revanche, présentent l’avantage d’une plus grande densité de compactage.

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 après tassement du matériau et la surface spécifique du matériau.

La taille de la densité après 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 du robinet

La densité après tassement est la masse par unité de volume mesurée par la vibration qui fait apparaître la poudre sous une forme d'emballage relativement serrée.C'est un indicateur important pour mesurer la matière active.Le volume de la batterie lithium-ion est limité.Si la densité après tassement est élevée, le matériau actif 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 laminage après que le matériau actif de l'électrode négative et le liant soient transformés en pièce polaire, densité de compactage = densité de surface / (l'épaisseur de la pièce polaire après laminage moins la épaisseur de la feuille de cuivre).

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

Facteurs d'influence sur la densité de compactage : la taille, la distribution et la morphologie des particules ont toutes un effet.

05 vraie densité

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

Puisque la densité réelle est mesurée dans un état compacté, elle sera supérieure à la densité prélevée.Généralement, densité réelle > densité compactée > densité tapotée.

06 La première capacité spécifique de charge et de décharge

Le matériau d'anode en graphite a une capacité irréversible dans le cycle initial de charge-décharge.Au cours du premier processus de charge de la batterie lithium-ion, la surface du matériau anodique est intercalée avec des ions lithium et les molécules de solvant dans l'électrolyte sont co-insérées, et la surface du matériau anodique se décompose pour former du SEI.Film de passivation.Ce n’est qu’une fois que la surface de l’électrode négative a été complètement recouverte par le film SEI que les molécules de solvant n’ont plus pu s’intercaler et que la réaction a été arrêtée.La génération du film SEI consomme une partie des ions lithium, et cette partie des ions lithium ne peut pas être extraite de la surface de l'électrode négative pendant le processus de décharge, provoquant ainsi une perte de capacité irréversible, réduisant ainsi la capacité spécifique de la première décharge.

07 Première efficacité coulombienne

Un indicateur important pour évaluer les performances d’un matériau d’anode est son premier rendement de charge-décharge, également connu sous le nom de premier rendement coulombien.Pour la première fois, l’efficacité coulombienne détermine directement les performances du matériau de l’électrode.

Étant donné que le film SEI est principalement formé sur la surface du matériau d'électrode, la surface spécifique du matériau d'électrode affecte directement la zone de formation du film SEI.Plus la surface spécifique est grande, plus la surface de contact avec l'électrolyte et plus la surface 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 augmenter la résistance interne.

08 Performances des cycles

Les performances de cycle d'une batterie font référence au nombre de charges et de décharges que la batterie subit dans un certain régime de charge et de décharge lorsque la capacité de la batterie chute à une valeur spécifiée.En termes de performances de cycle, le film SEI gênera dans une certaine mesure la diffusion des ions lithium.À mesure que le nombre de cycles augmente, le film SEI continuera à tomber, à se décoller et à se déposer sur 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 l’expansion et la durée de vie.Après l'expansion de l'électrode négative, le noyau d'enroulement sera d'abord déformé, les particules de l'électrode négative formeront des microfissures, le film SEI sera brisé et réorganisé, l'électrolyte sera consommé et les performances du cycle seront détériorées ;Deuxièmement, le diaphragme sera comprimé.La pression, en particulier l'extrusion du diaphragme au bord à angle droit de l'oreille polaire, est très grave et il est facile de provoquer un micro-court-circuit ou une précipitation de lithium micrométallique avec la progression du cycle de charge-décharge.

En ce qui concerne l'expansion elle-même, les ions lithium seront intégrés dans l'espacement intercalaire du graphite pendant le processus d'intercalation du graphite, ce qui entraînera une expansion de l'espacement intercalaire et une augmentation de volume.Cette partie d'expansion est irréversible.Le degré d'expansion est lié au degré d'orientation de l'électrode négative, degré d'orientation = I004/I110, qui peut être calculé à partir des données XRD.Le matériau graphite anisotrope a tendance à subir une expansion de réseau dans la même direction (la direction de l'axe C du cristal de graphite) pendant le processus d'intercalation du lithium, ce qui entraînera une expansion volumique plus importante de la batterie.

10Performance des taux

La diffusion des ions lithium dans le matériau d'anode en graphite a une forte directivité, c'est-à-dire qu'elle ne peut être insérée que perpendiculairement à la face d'extrémité de l'axe C du cristal de graphite.Les matériaux d'anode avec de petites particules et une surface spécifique élevée ont de meilleures performances.De plus, la résistance de surface de l'électrode (due au film SEI) et la conductivité de l'électrode affectent également les performances de débit.

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

HCMilling (Guilin Hongcheng) est un fabricant de broyeurs de matériaux d'anode.série HLMXmatériaux d'anode super-moulin vertical fin, HCHmatériaux d'anode moulin ultra finet d'autres broyeurs de graphite produits par nous ont été largement utilisés dans la production de matériaux d'anode en graphite.Si vous avez des besoins connexes, veuillez nous contacter pour plus de détails sur l'équipement et nous fournir les informations suivantes :

Nom de la matière première

Finesse du produit (maille/μm)

capacité (t/h)