Existen numerosos indicadores técnicos de los materiales de ánodo de grafito, y es difícil tenerlos en cuenta. Entre ellos se incluyen principalmente el área superficial específica, la distribución del tamaño de partícula, la densidad compactada, la densidad real, la capacidad específica de primera carga y descarga, la eficiencia inicial, etc. Además, existen indicadores electroquímicos como el rendimiento del ciclo, el rendimiento de la velocidad y el hinchamiento. 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 de...materiales del ánodo molino de molienda.

01 superficie específica

Se refiere al área superficial de un objeto por unidad de masa. Cuanto más pequeña sea la partícula, mayor será el área superficial específica.

El electrodo negativo con partículas pequeñas y alta superficie específica presenta más canales y rutas más cortas para la migración de iones de litio, lo que mejora su rendimiento. Sin embargo, debido a la gran área de contacto con el electrolito, el área para la formación de la película SEI también es grande, por lo que la eficiencia inicial también se reduce. Las partículas más grandes, por otro lado, ofrecen una mayor densidad de compactación.

La superficie específica de los materiales del ánodo de grafito es preferiblemente inferior a 5 m2/g.

02 Distribución del tamaño de partículas

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

03 Densidad de toque

La densidad compactada es la masa por unidad de volumen, medida por la vibración que produce una compactación relativamente compacta del polvo. Es un indicador importante para medir el material activo. El volumen de la batería de iones de litio es limitado. Si la densidad compactada es alta, el material activo por unidad de volumen tiene una gran masa y la capacidad volumétrica 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.

Factores que influyen en la densidad de compactación: tamaño de partícula, distribución y morfología, todos tienen un efecto.

05 Densidad verdadera

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

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

06 La primera capacidad específica de carga y descarga

El material del ánodo de grafito tiene una capacidad irreversible durante el ciclo inicial de carga y descarga. Durante la primera carga de la batería de iones de litio, la superficie del ánodo se intercala con iones de litio y las moléculas de disolvente del electrolito se coinsertan. La superficie del ánodo se descompone para formar una película de pasivación SEI. Solo después de que la superficie del electrodo negativo estuviera completamente cubierta por la película de pasivación SEI, las moléculas de disolvente no pudieron intercalarse y la reacción se detuvo. La generación de la película de pasivación SEI consume una parte de los iones de litio, que no se pueden extraer de la superficie del electrodo negativo durante la descarga, lo que provoca una pérdida irreversible de capacidad y, por consiguiente, reduce 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 Coulomb determina directamente el rendimiento del material del electrodo.

Dado que la película SEI se forma principalmente en la superficie del material del electrodo, su área superficial específica 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, por lo tanto, mayor será el área de formación de la película SEI.

En general, 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 aumentará la resistencia interna.

Rendimiento del ciclo 08

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

09 Expansión

Existe una correlación positiva entre la expansión y la vida útil. Tras la expansión del electrodo negativo, en primer lugar, el núcleo del devanado se deforma, las partículas del electrodo negativo forman microfisuras, la película SEI se rompe y reorganiza, el electrolito se consume y el rendimiento del ciclo se deteriora; en segundo lugar, el diafragma se comprime. La presión, especialmente la extrusión del diafragma en el borde recto de la oreja polar, es muy grave y es fácil causar microcortocircuitos o microprecipitación de litio metálico durante el ciclo de carga y descarga.

En cuanto a la expansión propiamente dicha, los iones de litio se incrustarán en el espacio entre capas de grafito durante el proceso de intercalación, lo que resultará en una expansión del espacio entre capas y un aumento de volumen. Esta expansión es irreversible. La magnitud de la expansión está relacionada con el grado de orientación del electrodo negativo, el cual es I004/I110, y puede calcularse a partir de los datos de XRD. El material de grafito anisotrópico tiende a experimentar 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 resultará en una mayor expansión del volumen de la batería.

10Rendimiento de la calificación

La difusión de iones de litio en el ánodo de grafito presenta una fuerte direccionalidad, es decir, solo puede insertarse perpendicularmente a la cara final del eje C del cristal de grafito. Los materiales de ánodo con partículas pequeñas y una alta superficie específica ofrecen un mejor rendimiento. Además, la resistencia superficial del electrodo (debido a la película SEI) y su conductividad también influyen en el rendimiento.

Al igual que la vida útil y la expansión, el electrodo negativo isotrópico cuenta con numerosos canales de transporte de iones de litio, lo que soluciona los problemas de menor entrada y baja tasa 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 de molienda de materiales de ánodo.Serie HLMXmateriales del ánodo súper-Molino vertical fino, HCHmateriales del ánodo molino ultrafinoOtros molinos de grafito que fabricamos se han utilizado ampliamente en la producción de materiales para ánodos de grafito. Si necesita algo similar, contáctenos para obtener detalles sobre el equipo y proporcionarnos la siguiente información:

Nombre de la materia prima

Finura del producto (malla/μm)

capacidad (t/h)