Det finnes mange tekniske indikatorer for grafittanodematerialer, og det er vanskelig å ta hensyn til dem, hovedsakelig inkludert spesifikt overflateareal, partikkelstørrelsesfordeling, tappetetthet, komprimeringstetthet, sann tetthet, spesifikk kapasitet ved første lading og utladning, første effektivitet, osv. I tillegg finnes det elektrokjemiske indikatorer som syklusytelse, hastighetsytelse, svelling og så videre. Så, hva er ytelsesindikatorene for grafittanodematerialer? Følgende innhold introduseres for deg av HCMilling (Guilin Hongcheng), produsenten avanodematerialer kvernmølle.

01 spesifikt overflateareal

Refererer til overflatearealet til et objekt per masseenhet. Jo mindre partikkelen er, desto større er det spesifikke overflatearealet.

Den negative elektroden med små partikler og høyt spesifikt overflateareal har flere kanaler og kortere veier for litiumionmigrasjon, og ytelseshastigheten er bedre. På grunn av det store kontaktområdet med elektrolytten er imidlertid også området for dannelse av SEI-filmen stort, og den innledende effektiviteten vil også bli lavere. Større partikler har derimot fordelen av større komprimeringstetthet.

Det spesifikke overflatearealet til grafittanodematerialene er fortrinnsvis mindre enn 5 m²/g.

02 Partikkelstørrelsesfordeling

Påvirkningen av partikkelstørrelsen til grafittanodemateriale på dets elektrokjemiske ytelse er at partikkelstørrelsen til anodematerialet direkte vil påvirke materialets tapptetthet og materialets spesifikke overflateareal.

Størrelsen på tappetettheten vil direkte påvirke materialets volumenergitetthet, og bare riktig partikkelstørrelsesfordeling av materialet kan maksimere materialets ytelse.

03 Trykktetthet

Taptettheten er massen per volumenhet målt ved vibrasjonen som gjør at pulveret fremstår i en relativt tett pakkeform. Det er en viktig indikator for å måle det aktive materialet. Volumet til litiumionbatteriet er begrenset. Hvis taptettheten er høy, har det aktive materialet per volumenhet en stor masse, og volumkapasiteten er høy.

04 Komprimeringstetthet

Komprimeringstettheten gjelder hovedsakelig for polstykket, som refererer til tettheten etter valsing etter at det negative elektrodeaktive materialet og bindemidlet er laget av polstykket. Komprimeringstetthet = arealtetthet / (tykkelsen på polstykket etter valsing minus tykkelsen på kobberfolien).

Komprimeringstettheten er nært knyttet til den platespesifikke kapasiteten, effektiviteten, den indre motstanden og batteriets syklusytelse.

Påvirkende faktorer for komprimeringstetthet: partikkelstørrelse, fordeling og morfologi har alle en effekt.

05 Sann tetthet

Vekten av fast stoff per volumenhet av et materiale i absolutt tett tilstand (unntatt indre hulrom).

Siden den sanne tettheten måles i komprimert tilstand, vil den være høyere enn den tappede tettheten. Generelt sett er sann tetthet > komprimert tetthet > tappede tetthet.

06 Den første spesifikke lade- og utladningskapasiteten

Grafittanodematerialet har irreversibel kapasitet i den første lade- og utladningssyklusen. Under den første ladeprosessen til litiumionbatteriet blir overflaten av anodematerialet interkalert med litiumioner, og løsningsmiddelmolekylene i elektrolytten blir samtidig satt inn, og overflaten av anodematerialet dekomponerer for å danne SEI. Passiveringsfilm. Først etter at den negative elektrodeoverflaten var fullstendig dekket av SEI-filmen, kunne ikke løsningsmiddelmolekylene interkaleres, og reaksjonen ble stoppet. Genereringen av SEI-film forbruker en del av litiumionene, og denne delen av litiumionene kan ikke ekstraheres fra overflaten av den negative elektroden under utladningsprosessen, noe som forårsaker irreversibelt kapasitetstap, og dermed reduseres den spesifikke kapasiteten til den første utladningen.

07 Første Coulomb-effektivitet

En viktig indikator for å evaluere ytelsen til et anodemateriale er dets første ladnings-utladningseffektivitet, også kjent som den første Coulomb-effektiviteten. For første gang bestemmer den Coulombiske effektiviteten direkte ytelsen til elektrodematerialet.

Siden SEI-filmen hovedsakelig dannes på overflaten av elektrodematerialet, påvirker elektrodematerialets spesifikke overflateareal direkte dannelsesområdet til SEI-filmen. Jo større det spesifikke overflatearealet er, desto større er kontaktområdet med elektrolytten og desto større er området for dannelse av SEI-filmen.

Det antas generelt at dannelsen av en stabil SEI-film er gunstig for lading og utlading av batteriet, og den ustabile SEI-filmen er ugunstig for reaksjonen, som kontinuerlig vil forbruke elektrolytten, tykne SEI-filmen og øke den indre motstanden.

08 Syklusytelse

Syklusytelsen til et batteri refererer til antall oppladninger og utladninger batteriet opplever under et visst lade- og utladningsregime når batterikapasiteten synker til en spesifisert verdi. Når det gjelder syklusytelse, vil SEI-filmen hindre diffusjonen av litiumioner til en viss grad. Etter hvert som antallet sykluser øker, vil SEI-filmen fortsette å falle av, skrelle av og avsette seg på overflaten av den negative elektroden, noe som resulterer i en gradvis økning i den indre motstanden til den negative elektroden, noe som fører til varmeakkumulering og kapasitetstap.

09 Utvidelse

Det er en positiv korrelasjon mellom ekspansjon og sykluslevetid. Etter at den negative elektroden utvider seg, vil først viklingskjernen deformeres, de negative elektrodepartiklene vil danne mikrosprekker, SEI-filmen vil bli brutt og omorganisert, elektrolytten vil bli forbrukt og syklusytelsen vil bli forringet; for det andre vil membranen bli klemt. Trykket, spesielt ekstruderingen av membranen ved den rettvinklede kanten av poløret, er svært alvorlig, og det er lett å forårsake mikrokortslutning eller mikrometallisk litiumutfelling med fremdriften av lade- og utladningssyklusen.

Når det gjelder selve ekspansjonen, vil litiumioner bli innebygd i grafittmellomlagsavstanden under grafittinterkaleringsprosessen, noe som resulterer i en utvidelse av mellomlagsavstanden og en økning i volum. Denne ekspansjonsdelen er irreversibel. Mengden ekspansjon er relatert til orienteringsgraden til den negative elektroden, orienteringsgraden = I004/I110, som kan beregnes fra XRD-dataene. Det anisotropiske grafittmaterialet har en tendens til å gjennomgå gitterekspansjon i samme retning (C-akseretningen til grafittkrystallen) under litiuminterkaleringsprosessen, noe som vil resultere i en større volumekspansjon av batteriet.

10Vurder ytelse

Diffusjonen av litiumioner i grafittanodematerialet har en sterk retning, det vil si at den bare kan settes inn vinkelrett på endeflaten av C-aksen til grafittkrystallen. Anodematerialer med små partikler og høyt spesifikt overflateareal har bedre hastighetsytelse. I tillegg påvirker elektrodeoverflatemotstanden (på grunn av SEI-filmen) og elektrodeledningsevnen også hastighetsytelsen.

I likhet med sykluslevetiden og ekspansjonen har den isotropiske negative elektroden mange litiumiontransportkanaler, noe som løser problemene med færre innganger og lave diffusjonsrater i den anisotropiske strukturen. De fleste materialene bruker teknologier som granulering og belegg for å forbedre ytelsen.

HCMilling (Guilin Hongcheng) er en produsent av slipemøller for anodematerialer.HLMX-serienanodematerialer super-fin vertikal mølle, HCHanodematerialer ultrafin mølleog andre grafittkverner produsert av oss har blitt mye brukt i produksjonen av grafittanodematerialer. Hvis du har relaterte behov, kan du kontakte oss for detaljer om utstyret og gi oss følgende informasjon:

Råmaterialets navn

Produktfinhet (mesh/μm)

kapasitet (t/t)