Hay muchos indicadores técnicos de los materiales de ánodo de grafito, y es difícil tenerlos en cuenta, incluyendo principalmente el área de superficie específica, la distribución del tamaño de las partículas, la densidad del grifo, la densidad de compactación, la densidad real, la capacidad específica de primera carga y descarga, la primera eficiencia, etc. Además, existen indicadores electroquímicos como el rendimiento del ciclo, el rendimiento de la tasa, la hinchazón, etc.Entonces, ¿cuáles son los indicadores de rendimiento de los materiales de ánodo de grafito?El siguiente contenido es presentado por HCMilling (Guilin Hongcheng), el fabricante demateriales del ánodo molino de molienda.

01 superficie específica

Se refiere al área de superficie de un objeto por unidad de masa.Cuanto más pequeña es la partícula, mayor es la superficie específica.

El electrodo negativo con partículas pequeñas y una superficie específica alta tiene más canales y caminos más cortos para la migración de iones de litio, y el rendimiento de la velocidad es mejor.Sin embargo, debido a la gran área de contacto con el electrolito, el área para formar la película SEI también es grande y la eficiencia inicial también será menor..Por el contrario, las partículas más grandes tienen la ventaja de una mayor densidad de compactación.

El área superficial específica de los materiales del ánodo de grafito es preferiblemente inferior a 5 m2/g.

02 Distribución de tamaño de partícula

La influencia del tamaño de partícula del material del ánodo de grafito en su rendimiento electroquímico es que el tamaño de partícula del material del ánodo afectará directamente la densidad del material y el área de superficie específica del material.

El tamaño de la densidad del grifo afectará directamente la densidad de energía volumétrica del material, y solo la distribución adecuada del tamaño de partículas del material puede maximizar el rendimiento del material.

03 Densidad del grifo

La densidad aparente es la masa por unidad de volumen medida por la vibración que hace que el polvo aparezca en una forma relativamente compacta.Es un indicador importante para medir el material activo.El volumen de la batería de iones de litio es limitado.Si la densidad de extracción es alta, el material activo por unidad de volumen tiene una masa grande y la capacidad de volumen es alta.

04 Densidad de compactación

La densidad de compactación es principalmente para la pieza polar, que se refiere a la densidad después del laminado después de que el material activo del electrodo negativo y el aglutinante se convierten en la pieza polar, densidad de compactación = densidad de área / (el espesor de la pieza polar después del laminado menos el espesor de la lámina de cobre).

La densidad de compactación está estrechamente relacionada con la capacidad específica de la hoja, la eficiencia, la resistencia interna y el rendimiento del ciclo de la batería.

Los factores que influyen en la densidad de compactación: el tamaño de las partículas, la distribución y la morfología influyen.

05 Densidad Verdadera

El peso de materia sólida por unidad de volumen de un material en estado absolutamente denso (excluidos los huecos internos).

Dado que la densidad real se mide en un estado compactado, será mayor que la densidad obtenida.Generalmente, densidad verdadera > densidad compactada > densidad aprovechada.

06 La primera capacidad específica de carga y descarga.

El material del ánodo de grafito tiene capacidad irreversible en el ciclo inicial de carga-descarga.Durante el primer proceso de carga de la batería de iones de litio, la superficie del material del ánodo se intercala con iones de litio y las moléculas de disolvente en el electrolito se coinsertan, y la superficie del material del ánodo se descompone para formar SEI.Película de pasivación.Sólo después de que la superficie del electrodo negativo quedó completamente cubierta por la película SEI, las moléculas de disolvente no pudieron intercalarse y se detuvo la reacción.La generación de película SEI consume una parte de los iones de litio, y esta parte de los iones de litio no se puede extraer de la superficie del electrodo negativo durante el proceso de descarga, lo que provoca una pérdida de capacidad irreversible y reduce así la capacidad específica de la primera descarga.

07 Primera eficiencia de Coulomb

Un indicador importante para evaluar el rendimiento de los materiales de un ánodo es su primera eficiencia de carga-descarga, también conocida como primera eficiencia de Coulomb.Por primera vez, la eficiencia de Coulombic determina directamente el rendimiento del material del electrodo.

Dado que la película SEI se forma principalmente en la superficie del material del electrodo, el área superficial específica del material del electrodo afecta directamente el área de formación de la película SEI.Cuanto mayor sea la superficie específica, mayor será el área de contacto con el electrolito y mayor será el área para formar la película SEI.

Generalmente se cree que la formación de una película SEI estable es beneficiosa para la carga y descarga de la batería, y la película SEI inestable es desfavorable para la reacción, que consumirá continuamente el electrolito, espesará el espesor de la película SEI y aumentar la resistencia interna.

08 Rendimiento del ciclo

El rendimiento del ciclo de una batería se refiere al número de cargas y descargas que la batería experimenta bajo un determinado régimen de carga y descarga cuando la capacidad de la batería cae a un valor específico.En términos de rendimiento del ciclo, la película SEI dificultará hasta cierto punto la difusión de iones de litio.A medida que aumenta el número de ciclos, la película SEI continuará cayendo, despegándose y depositándose en la superficie del electrodo negativo, lo que resulta en un aumento gradual en la resistencia interna del electrodo negativo, lo que genera acumulación de calor y pérdida de capacidad. .

09 Expansión

Existe una correlación positiva entre la expansión y el ciclo de vida.Después de que el electrodo negativo se expanda, primero, el núcleo del devanado se deformará, las partículas del electrodo negativo formarán microfisuras, la película SEI se romperá y reorganizará, el electrolito se consumirá y el rendimiento del ciclo se deteriorará;en segundo lugar, se apretará el diafragma.La presión, especialmente la extrusión del diafragma en el borde en ángulo recto de la oreja del polo, es muy grave y es fácil provocar microcortocircuitos o precipitación de micrometales de litio con el progreso del ciclo de carga y descarga.

En lo que respecta a la expansión en sí, los iones de litio se incrustarán en el espacio entre capas de grafito durante el proceso de intercalación de grafito, lo que dará como resultado una expansión del espacio entre capas y un aumento de volumen.Esta parte de expansión es irreversible.La cantidad de expansión está relacionada con el grado de orientación del electrodo negativo, el grado de orientación = I004/I110, que se puede calcular a partir de los datos XRD.El material de grafito anisotrópico tiende a sufrir una expansión reticular en la misma dirección (la dirección del eje C del cristal de grafito) durante el proceso de intercalación de litio, lo que dará como resultado una mayor expansión del volumen de la batería.

10Calificar el rendimiento

La difusión de iones de litio en el material del ánodo de grafito tiene una fuerte direccionalidad, es decir, solo se puede insertar perpendicular a la cara extrema del eje C del cristal de grafito.Los materiales anódicos con partículas pequeñas y una superficie específica alta tienen un mejor rendimiento.Además, la resistencia de la superficie del electrodo (debido a la película SEI) y la conductividad del electrodo también afectan el rendimiento de la velocidad.

Al igual que el ciclo de vida y la expansión, el electrodo negativo isotrópico tiene muchos canales de transporte de iones de litio, lo que resuelve los problemas de menos entradas y bajas tasas de difusión en la estructura anisotrópica.La mayoría de los materiales utilizan tecnologías como la granulación y el recubrimiento para mejorar su rendimiento.

HCMilling (Guilin Hongcheng) es un fabricante de molinos para materiales anódicos.Serie HLMXmateriales del ánodo súper-molino vertical fino, HCHmateriales del ánodo molino ultrafinoy otros molinos de grafito producidos por nosotros se han utilizado ampliamente en la producción de materiales de ánodo de grafito.Si tiene necesidades relacionadas, comuníquese con nosotros para obtener detalles del equipo y proporciónenos la siguiente información:

Nombre de la materia prima

Finura del producto (malla/μm)

capacidad (t/h)