Существует множество технических показателей графитовых анодных материалов, которые сложно учесть в полной мере. К ним относятся, в основном, удельная площадь поверхности, гранулометрический состав, насыпная плотность, плотность при прессовании, истинная плотность, удельная емкость при первом заряде и разряде, эффективность при первом разряде и т.д. Кроме того, существуют электрохимические показатели, такие как циклические характеристики, скоростные характеристики, набухание и т.д. Итак, каковы же показатели эффективности графитовых анодных материалов? В данном материале представлена ​​информация от компании HCMilling (Guilin Hongcheng), производителя графитовых анодных материалов.анодные материалы мельница.

01 удельная площадь поверхности

Относится к площади поверхности объекта на единицу массы. Чем меньше частица, тем больше удельная площадь поверхности.

Отрицательный электрод с мелкими частицами и высокой удельной поверхностью имеет больше каналов и более короткие пути для миграции ионов лития, что обеспечивает лучшие скоростные характеристики. Однако из-за большой площади контакта с электролитом площадь для образования SEI-пленки также велика, и начальная эффективность также снижается. С другой стороны, более крупные частицы обладают преимуществом большей плотности уплотнения.

Предпочтительно, удельная площадь поверхности графитовых анодных материалов должна быть менее 5 м2/г.

02 Распределение частиц по размерам

Влияние размера частиц графитового анодного материала на его электрохимические характеристики заключается в том, что размер частиц анодного материала напрямую влияет на насыпную плотность материала и удельную площадь поверхности материала.

Размер частиц, определяющих плотность материала, напрямую влияет на его объемную энергетическую плотность, и только соответствующее распределение частиц по размерам может максимизировать его характеристики.

03 Плотность натяжения

Насыпная плотность — это масса на единицу объема, измеряемая вибрацией, которая обеспечивает относительно плотную упаковку порошка. Это важный показатель для измерения активного материала. Объем литий-ионной батареи ограничен. Если насыпная плотность высока, значит, активный материал на единицу объема имеет большую массу, и, следовательно, объемная емкость высока.

04 Плотность уплотнения

Плотность уплотнения в основном относится к полюсному наконечнику и представляет собой плотность после прокатки, когда активный материал отрицательного электрода и связующее вещество формируются в полюсный наконечник. Плотность уплотнения = плотность по площади / (толщина полюсного наконечника после прокатки минус толщина медной фольги).

Плотность уплотнения тесно связана с удельной емкостью листа, эффективностью, внутренним сопротивлением и циклическими характеристиками батареи.

Факторы, влияющие на плотность уплотнения: размер частиц, их распределение и морфология — все они оказывают воздействие.

05 Истинная плотность

Масса твердого вещества на единицу объема материала в абсолютно плотном состоянии (исключая внутренние пустоты).

Поскольку истинная плотность измеряется в уплотненном состоянии, она будет выше, чем уплотненная плотность. Как правило, истинная плотность > уплотненная плотность > уплотненная плотность.

06. Первая удельная емкость заряда и разряда.

Графитовый анодный материал обладает необратимой потерей емкости в начальном цикле заряда-разряда. В процессе первого заряда литий-ионной батареи поверхность анодного материала интеркалируется ионами лития, а молекулы растворителя в электролите совместно внедряются, в результате чего поверхность анодного материала разлагается с образованием пассивирующей пленки SEI. Только после того, как поверхность отрицательного электрода полностью покрывается пленкой SEI, молекулы растворителя не могут интеркалироваться, и реакция прекращается. Образование пленки SEI расходует часть ионов лития, и эта часть ионов лития не может быть извлечена с поверхности отрицательного электрода в процессе разряда, что приводит к необратимой потере емкости и, следовательно, к снижению удельной емкости первого разряда.

07 Первая кулоновская эффективность

Важным показателем для оценки характеристик анодных материалов является их первая эффективность заряда-разряда, также известная как первая кулоновская эффективность. Впервые кулоновская эффективность напрямую определяет характеристики электродного материала.

Поскольку SEI-пленка образуется преимущественно на поверхности электродного материала, удельная площадь поверхности электродного материала напрямую влияет на площадь образования SEI-пленки. Чем больше удельная площадь поверхности, тем больше площадь контакта с электролитом и тем больше площадь для образования SEI-пленки.

Принято считать, что образование стабильной пленки SEI благоприятно сказывается на зарядке и разрядке батареи, а нестабильная пленка SEI неблагоприятна для реакции, поскольку она приводит к непрерывному расходу электролита, увеличению толщины пленки SEI и повышению внутреннего сопротивления.

08 Производительность цикла

Циклические характеристики батареи — это количество циклов заряда и разряда, которые батарея переживает в определенном режиме заряда и разряда, когда емкость батареи падает до заданного значения. С точки зрения циклических характеристик, SEI-пленка в определенной степени препятствует диффузии ионов лития. По мере увеличения количества циклов SEI-пленка продолжает отслаиваться, шелушиться и осаждаться на поверхности отрицательного электрода, что приводит к постепенному увеличению внутреннего сопротивления отрицательного электрода, накоплению тепла и потере емкости.

09 Расширение

Существует положительная корреляция между расширением и сроком службы. После расширения отрицательного электрода сначала деформируется сердечник обмотки, образуются микротрещины в частицах отрицательного электрода, разрушается и реорганизуется SEI-пленка, расходуется электролит, и ухудшаются характеристики работы; во-вторых, происходит сжатие диафрагмы. Давление, особенно сжатие диафрагмы в области прямого угла ушка полюса, очень велико, и в процессе циклов заряда-разряда легко может вызвать микрокороткое замыкание или микроосаждение лития.

Что касается самого расширения, то в процессе интеркаляции графита ионы лития внедряются в межслоевое пространство графита, что приводит к расширению межслоевого расстояния и увеличению объема. Эта часть расширения необратима. Величина расширения связана со степенью ориентации отрицательного электрода, степень ориентации = I004/I110, которую можно рассчитать по данным рентгеновской дифракции. Анизотропный графитовый материал имеет тенденцию к расширению решетки в одном направлении (направление оси С графитового кристалла) в процессе интеркаляции лития, что приведет к большему объемному расширению батареи.

10Оценка производительности

Диффузия ионов лития в графитовом анодном материале имеет сильную направленность, то есть они могут внедряться только перпендикулярно торцевой поверхности оси С графитового кристалла. Анодные материалы с мелкими частицами и большой удельной поверхностью обладают лучшими скоростными характеристиками. Кроме того, на скоростные характеристики также влияют сопротивление поверхности электрода (из-за пленки SEI) и проводимость электрода.

Подобно циклическому сроку службы и расширению, изотропный отрицательный электрод имеет множество каналов для переноса ионов лития, что решает проблемы малого количества входных отверстий и низкой скорости диффузии в анизотропной структуре. В большинстве материалов для улучшения скоростных характеристик используются такие технологии, как гранулирование и нанесение покрытий.

Компания HCMilling (Guilin Hongcheng) является производителем мельниц для измельчения анодных материалов.серия HLMXанодные материалы супер-тонкая вертикальная мельница, ГХЦанодные материалы сверхтонкая мельницаДругие производимые нами мельницы для измельчения графита широко используются в производстве графитовых анодных материалов. Если у вас есть аналогичные потребности, пожалуйста, свяжитесь с нами для получения подробной информации об оборудовании и предоставьте нам следующие сведения:

Название сырья

Тонкость помола продукта (сетка/мкм)

производительность (т/ч)