Er zijn veel technische indicatoren voor grafietanodematerialen, en het is lastig om ze allemaal te overzien. Het gaat hierbij voornamelijk om het specifieke oppervlak, de deeltjesgrootteverdeling, de stortdichtheid, de verdichtingsdichtheid, de werkelijke dichtheid, de specifieke capaciteit bij de eerste lading en ontlading, het eerste rendement, enzovoort. Daarnaast zijn er elektrochemische indicatoren zoals de cyclusprestaties, de prestaties bij hoge laadsnelheden, de zwelling, enzovoort. Wat zijn dan de prestatie-indicatoren van grafietanodematerialen? De volgende informatie wordt u aangeboden door HCMilling (Guilin Hongcheng), de fabrikant van deze materialen.anodematerialen maalmolen.

01 specifiek oppervlak

Verwijst naar het oppervlak van een object per eenheid massa. Hoe kleiner het deeltje, hoe groter het specifieke oppervlak.

De negatieve elektrode met kleine deeltjes en een groot specifiek oppervlak heeft meer kanalen en kortere paden voor lithiumionmigratie, wat resulteert in betere prestaties bij hoge laadsnelheden. Door het grote contactoppervlak met de elektrolyt is het oppervlak voor de vorming van de SEI-film echter ook groot, waardoor de initiële efficiëntie lager zal zijn. Grotere deeltjes hebben daarentegen het voordeel van een hogere compactheid.

Het specifieke oppervlak van de grafietanodematerialen is bij voorkeur kleiner dan 5 m²/g.

02 Deeltjesgrootteverdeling

De invloed van de deeltjesgrootte van het grafietanodemateriaal op de elektrochemische prestaties is dat de deeltjesgrootte van het anodemateriaal rechtstreeks van invloed is op de stortdichtheid en het specifieke oppervlak van het materiaal.

De grootte van de stortdichtheid heeft direct invloed op de volumetrische energiedichtheid van het materiaal, en alleen een geschikte deeltjesgrootteverdeling van het materiaal kan de prestaties ervan maximaliseren.

03 Tapdichtheid

De stampdichtheid is de massa per volume-eenheid, gemeten door de trilling die ervoor zorgt dat het poeder een relatief compacte pakking vormt. Het is een belangrijke indicator voor het meten van het actieve materiaal. Het volume van een lithium-ionbatterij is beperkt. Een hoge stampdichtheid betekent dat het actieve materiaal per volume-eenheid een grote massa heeft en de volumecapaciteit hoog is.

04 Verdichtingsdichtheid

De verdichtingsdichtheid heeft vooral betrekking op het poolstuk en verwijst naar de dichtheid na het walsen, nadat het actieve materiaal van de negatieve elektrode en het bindmiddel tot een poolstuk zijn gevormd. Verdichtingsdichtheid = oppervlaktedichtheid / (dikte van het poolstuk na het walsen min de dikte van de koperfolie).

De verdichtingsdichtheid is nauw gerelateerd aan de specifieke capaciteit, efficiëntie, interne weerstand en levensduur van de batterij.

Factoren die de verdichtingsdichtheid beïnvloeden: de deeltjesgrootte, -verdeling en -morfologie hebben allemaal een effect.

05 Werkelijke dichtheid

Het gewicht van vaste stof per volume-eenheid van een materiaal in een absoluut dichte toestand (exclusief interne holtes).

Omdat de werkelijke dichtheid wordt gemeten in verdichte toestand, zal deze hoger zijn dan de dichtheid na aanstampen. Over het algemeen geldt: werkelijke dichtheid > verdichte dichtheid > aanstampdichtheid.

06 De eerste specifieke laad- en ontlaadcapaciteit

Het grafietanodemateriaal vertoont onomkeerbaar capaciteitsverlies tijdens de eerste laad-ontlaadcyclus. Tijdens het eerste laadproces van de lithium-ionbatterij worden lithiumionen aan het oppervlak van het anodemateriaal gebonden en worden oplosmiddelmoleculen in de elektrolyt mee ingebracht. Hierdoor ontleedt het oppervlak van het anodemateriaal en vormt zich een SEI-passiveringslaag. Pas wanneer het oppervlak van de negatieve elektrode volledig bedekt is met deze SEI-laag, kunnen er geen oplosmiddelmoleculen meer in het materiaal binden en stopt de reactie. De vorming van de SEI-laag verbruikt een deel van de lithiumionen. Deze lithiumionen kunnen tijdens het ontlaadproces niet meer van het oppervlak van de negatieve elektrode worden verwijderd, wat leidt tot onomkeerbaar capaciteitsverlies en daardoor tot een lagere specifieke capaciteit bij de eerste ontlading.

07 Eerste Coulomb-efficiëntie

Een belangrijke indicator voor het evalueren van de prestaties van een anodemateriaal is het eerste laad-ontlaadrendement, ook wel bekend als het eerste Coulomb-rendement. Voor het eerst bepaalt het Coulomb-rendement rechtstreeks de prestaties van het elektrodemateriaal.

Aangezien de SEI-film zich voornamelijk op het oppervlak van het elektrodemateriaal vormt, heeft het specifieke oppervlak van het elektrodemateriaal direct invloed op het vormingsgebied van de SEI-film. Hoe groter het specifieke oppervlak, hoe groter het contactoppervlak met de elektrolyt en hoe groter het oppervlak voor de vorming van de SEI-film.

Over het algemeen wordt aangenomen dat de vorming van een stabiele SEI-film gunstig is voor het laden en ontladen van de batterij, terwijl een onstabiele SEI-film ongunstig is voor de reactie, omdat deze continu elektrolyt verbruikt, de dikte van de SEI-film vergroot en de interne weerstand verhoogt.

08 Cyclusprestaties

De cyclusprestaties van een batterij verwijzen naar het aantal laad- en ontlaadcycli dat de batterij doorloopt onder een bepaald laad- en ontlaadregime, totdat de batterijcapaciteit tot een gespecificeerde waarde daalt. Wat de cyclusprestaties betreft, belemmert de SEI-film de diffusie van lithiumionen tot op zekere hoogte. Naarmate het aantal cycli toeneemt, zal de SEI-film loslaten, afbladderen en zich afzetten op het oppervlak van de negatieve elektrode. Dit resulteert in een geleidelijke toename van de interne weerstand van de negatieve elektrode, wat leidt tot warmteophoping en capaciteitsverlies.

09 Uitbreiding

Er bestaat een positieve correlatie tussen uitzetting en levensduur. Na uitzetting van de negatieve elektrode zal ten eerste de wikkelkern vervormen, zullen er microscheurtjes ontstaan ​​in de deeltjes van de negatieve elektrode, zal de SEI-film breken en zich herstructureren, zal het elektrolyt verbruikt worden en zullen de cyclusprestaties verslechteren; ten tweede zal het membraan samengedrukt worden. Deze druk, met name de extrusie van het membraan bij de haakse rand van de pool, is zeer ernstig en kan gemakkelijk leiden tot microkortsluitingen of micro-lithiumafzettingen tijdens het laad-ontlaadproces.

Wat de uitzetting zelf betreft, zullen lithiumionen tijdens het grafietintercalatieproces in de tussenlaag van het grafiet worden ingebed, wat resulteert in een uitzetting van de tussenlaag en een volumetoename. Deze uitzetting is onomkeerbaar. De mate van uitzetting is gerelateerd aan de oriëntatiegraad van de negatieve elektrode, de oriëntatiegraad = I004/I110, die kan worden berekend uit de XRD-gegevens. Het anisotrope grafietmateriaal heeft de neiging om tijdens het lithiumintercalatieproces in dezelfde richting (de C-asrichting van het grafietkristal) uit te zetten, wat zal resulteren in een grotere volumetoename van de batterij.

10Beoordeel de prestaties

De diffusie van lithiumionen in het grafietanodemateriaal is sterk directioneel, wat betekent dat ze alleen loodrecht op het eindvlak van de C-as van het grafietkristal kunnen worden ingebracht. Anodematerialen met kleine deeltjes en een groot specifiek oppervlak hebben betere prestaties bij hoge laadsnelheden. Daarnaast beïnvloeden ook de oppervlakte weerstand van de elektrode (door de SEI-film) en de geleidbaarheid van de elektrode de prestaties bij hoge laadsnelheden.

Net als bij de levensduur en uitzetting, heeft de isotrope negatieve elektrode veel transportkanalen voor lithiumionen, wat de problemen van te weinig ingangen en lage diffusiesnelheden in de anisotrope structuur oplost. De meeste materialen maken gebruik van technologieën zoals granulatie en coating om hun prestaties bij hoge laadsnelheden te verbeteren.

HCMilling (Guilin Hongcheng) is een fabrikant van maalmolens voor anodematerialen.HLMX-serieanodematerialen super-fijne verticale molen, HCHanodematerialen ultrafijne molenDe door ons geproduceerde grafietmaalmolens en andere grafietmaalmolens worden veelvuldig gebruikt bij de productie van grafietanodes. Heeft u hier interesse in? Neem dan contact met ons op voor meer informatie over de apparatuur en verstrek ons ​​de volgende gegevens:

Naam van de grondstof

Productfijnheid (mesh/μm)

capaciteit (t/u)