Er zijn veel technische indicatoren voor grafietanodematerialen, en deze zijn moeilijk te beoordelen. Hieronder vallen met name het specifieke oppervlak, de deeltjesgrootteverdeling, de tapdichtheid, de verdichtingsdichtheid, de werkelijke dichtheid, de specifieke capaciteit bij eerste lading en ontlading, het eerste rendement, enzovoort. Daarnaast zijn er elektrochemische indicatoren zoals cyclusprestaties, snelheidsprestaties, zwelling, enzovoort. Dus, wat zijn de prestatie-indicatoren van grafietanodematerialen? De volgende informatie wordt u aangeboden door HCMilling (Guilin Hongcheng), de fabrikant van deanodematerialen maalmolen.

01 specifiek oppervlak

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

De negatieve elektrode met kleine deeltjes en een hoog specifiek oppervlak heeft meer kanalen en kortere paden voor lithiumionmigratie, wat resulteert in betere prestaties. 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 uitvallen. Grotere deeltjes hebben daarentegen het voordeel van een hogere verdichtingsdichtheid.

Het specifieke oppervlak van de grafiet-anodematerialen is bij voorkeur kleiner dan 5 m2/g.

02 Deeltjesgrootteverdeling

De invloed van de deeltjesgrootte van het grafiet anodemateriaal op de elektrochemische prestaties ervan is dat de deeltjesgrootte van het anodemateriaal direct van invloed is op de tapdichtheid van het materiaal en het specifieke oppervlak van het materiaal.

De grootte van de tikdichtheid heeft direct invloed op de volume-energiedichtheid van het materiaal. Alleen de juiste deeltjesgrootteverdeling van het materiaal kan de prestaties van het materiaal maximaliseren.

03 Tikdichtheid

De tapdichtheid is de massa per volume-eenheid, gemeten door de trillingen waardoor het poeder in een relatief dichte pakking verschijnt. Het is een belangrijke indicator voor het meten van het actieve materiaal. Het volume van de lithium-ionbatterij is beperkt. Als de tapdichtheid hoog is, heeft het actieve materiaal per volume-eenheid een grote massa en is de volumecapaciteit hoog.

04 Verdichtingsdichtheid

De verdichtingsdichtheid geldt hoofdzakelijk voor het poolstuk, wat verwijst naar de dichtheid na het walsen nadat het negatieve elektrode-actieve materiaal en het bindmiddel tot het poolstuk zijn gemaakt, verdichtingsdichtheid = oppervlaktedichtheid / (de dikte van het poolstuk na het walsen minus de dikte van de koperfolie).

De verdichtingsdichtheid hangt nauw samen met de specifieke capaciteit van de plaat, de efficiëntie, de interne weerstand en de batterijcyclusprestaties.

Factoren die de verdichtingsdichtheid beïnvloeden, zijn deeltjesgrootte, -verdeling en -morfologie.

05 Ware dichtheid

Het gewicht van de 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 aantikken. Over het algemeen geldt: werkelijke dichtheid > verdichte dichtheid > dichtheid na aantikken.

06 De eerste laad- en ontlaadspecifieke capaciteit

Het grafietanodemateriaal heeft een onomkeerbare capaciteit in de initiële laad-ontlaadcyclus. Tijdens het eerste laadproces van de lithium-ionbatterij wordt het oppervlak van het anodemateriaal geïntercaleerd met lithiumionen en worden de oplosmiddelmoleculen in de elektrolyt mee ingevoegd. Het oppervlak van het anodemateriaal ontleedt vervolgens tot SEI. Passiveringsfilm. Pas nadat het oppervlak van de negatieve elektrode volledig bedekt was met de SEI-film, konden de oplosmiddelmoleculen niet meer intercaleren en werd de reactie gestopt. De vorming van SEI-film verbruikt een deel van de lithiumionen, en dit deel kan tijdens het ontladingsproces niet meer van het oppervlak van de negatieve elektrode worden onttrokken. Dit veroorzaakt een onomkeerbaar capaciteitsverlies en vermindert de specifieke capaciteit van de eerste ontlading.

07 Eerste Coulomb-efficiëntie

Een belangrijke indicator voor het evalueren van de prestaties van een anodemateriaal is de eerste lading-ontladingsefficiëntie, ook wel de eerste Coulomb-efficiëntie genoemd. Voor het eerst bepaalt de Coulomb-efficiëntie direct de prestaties van het elektrodemateriaal.

Omdat de SEI-film zich grotendeels 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.

In het algemeen wordt aangenomen dat de vorming van een stabiele SEI-film gunstig is voor het opladen en ontladen van de batterij, terwijl een onstabiele SEI-film ongunstig is voor de reactie, waardoor er voortdurend elektrolyt wordt verbruikt, de dikte van de SEI-film toeneemt en de interne weerstand toeneemt.

08 Cyclusprestaties

De cyclusprestaties van een batterij hebben betrekking op het aantal keren dat de batterij wordt opgeladen en ontladen onder een bepaald laad- en ontlaadregime, wanneer de batterijcapaciteit daalt tot een bepaalde waarde. Wat betreft de cyclusprestaties zal de SEI-film de diffusie van lithiumionen tot op zekere hoogte belemmeren. Naarmate het aantal cycli toeneemt, zal de SEI-film blijven loslaten, afbladderen en zich afzetten op het oppervlak van de negatieve elektrode, wat resulteert in een geleidelijke toename van de interne weerstand van de negatieve elektrode, wat leidt tot warmteaccumulatie en capaciteitsverlies.

09 Uitbreiding

Er is een positieve correlatie tussen uitzetting en de cycluslevensduur. Nadat de negatieve elektrode uitzet, zal ten eerste de wikkelkern vervormen, zullen de deeltjes van de negatieve elektrode microscheurtjes vormen, zal de SEI-film breken en zich herschikken, zal de elektrolyt worden verbruikt en zullen de cyclusprestaties verslechteren; ten tweede zal het membraan worden samengedrukt. Druk, met name de extrusie van het membraan aan de haakse rand van de pooloor, is zeer ernstig en kan gemakkelijk microkortsluiting of micrometaallithiumneerslag veroorzaken naarmate de laad-ontlaadcyclus vordert.

Wat de expansie zelf betreft, worden lithiumionen tijdens het intercalatieproces van het grafiet ingebed in de tussenlaag van het grafiet, wat resulteert in een expansie van de tussenlaag en een volumetoename. Deze expansie is onomkeerbaar. De mate van expansie is gerelateerd aan de oriëntatiegraad van de negatieve elektrode, de oriëntatiegraad = I004/I110, die kan worden berekend aan de hand van de XRD-gegevens. Het anisotrope grafietmateriaal heeft de neiging om tijdens het intercalatieproces van het lithium een ​​roosterexpansie in dezelfde richting (de C-asrichting van het grafietkristal) te ondergaan, wat resulteert in een grotere volume-expansie van de batterij.

10Beoordeel prestaties

De diffusie van lithiumionen in het grafietanodemateriaal heeft een sterke richting, dat wil zeggen dat het alleen loodrecht op het uiteinde van de C-as van het grafietkristal kan worden ingebracht. Anodematerialen met kleine deeltjes en een hoog specifiek oppervlak presteren beter. Daarnaast beïnvloeden ook de oppervlakteweerstand van de elektrode (dankzij de SEI-film) en de geleidbaarheid van de elektrode de prestaties.

Net als de cycluslevensduur en expansie heeft de isotrope negatieve elektrode veel lithiumiontransportkanalen, wat de problemen van minder ingangen en lage diffusiesnelheden in de anisotrope structuur oplost. De meeste materialen maken gebruik van technologieën zoals granulatie en coating om hun snelheidsprestaties te verbeteren.

HCMilling (Guilin Hongcheng) is een fabrikant van maalmachines voor anodematerialen.HLMX-serieanodematerialen super-fijne verticale molen, HCHanodematerialen ultrafijne molenen andere door ons geproduceerde grafietmaalmachines worden veelvuldig gebruikt bij de productie van grafietanodematerialen. Neem contact met ons op voor meer informatie over de apparatuur en verstrek ons ​​de volgende informatie:

Naam van de grondstof

Productfijnheid (mesh/μm)

capaciteit (t/u)