شاخص‌های فنی زیادی برای مواد آند گرافیتی وجود دارد و در نظر گرفتن آنها دشوار است، که عمدتاً شامل مساحت سطح ویژه، توزیع اندازه ذرات، چگالی ضربه، چگالی تراکم، چگالی واقعی، ظرفیت ویژه اولین شارژ و دشارژ، راندمان اولیه و غیره می‌شود. علاوه بر این، شاخص‌های الکتروشیمیایی مانند عملکرد چرخه‌ای، عملکرد نرخ، تورم و غیره نیز وجود دارد. بنابراین، شاخص‌های عملکرد مواد آند گرافیتی چیست؟ مطالب زیر توسط HCMilling (Guilin Hongcheng)، تولیدکننده ...، به شما معرفی می‌شود.مواد آندی آسیاب سنگ زنی.

01 مساحت سطح ویژه

به مساحت سطح یک جسم در واحد جرم اشاره دارد. هرچه ذره کوچکتر باشد، مساحت سطح ویژه آن بزرگتر است.

الکترود منفی با ذرات کوچک و سطح ویژه بالا، کانال‌های بیشتر و مسیرهای کوتاه‌تری برای مهاجرت یون لیتیوم دارد و عملکرد سرعت آن بهتر است. با این حال، به دلیل سطح تماس زیاد با الکترولیت، سطح تشکیل فیلم SEI نیز بزرگ است و راندمان اولیه نیز کمتر خواهد شد. از سوی دیگر، ذرات بزرگتر از مزیت تراکم بیشتر برخوردارند.

سطح ویژه مواد آند گرافیتی ترجیحاً کمتر از 5 متر مربع بر گرم است.

02 توزیع اندازه ذرات

تأثیر اندازه ذرات ماده آند گرافیتی بر عملکرد الکتروشیمیایی آن به این صورت است که اندازه ذرات ماده آند مستقیماً بر چگالی ضربه‌ای ماده و مساحت سطح ویژه ماده تأثیر می‌گذارد.

اندازه چگالی ضربه مستقیماً بر چگالی انرژی حجمی ماده تأثیر می‌گذارد و تنها توزیع مناسب اندازه ذرات ماده می‌تواند عملکرد ماده را به حداکثر برساند.

03 تراکم ضربه

چگالی تپ، جرم در واحد حجم است که توسط ارتعاشی که باعث می‌شود پودر به شکل بسته‌بندی نسبتاً فشرده‌ای ظاهر شود، اندازه‌گیری می‌شود. این یک شاخص مهم برای اندازه‌گیری ماده فعال است. حجم باتری لیتیوم-یون محدود است. اگر چگالی تپ بالا باشد، ماده فعال در واحد حجم جرم زیادی دارد و ظرفیت حجمی آن بالا است.

04 تراکم تراکم

چگالی تراکم عمدتاً مربوط به قطعه قطب است که به چگالی پس از نورد پس از ساخته شدن ماده فعال الکترود منفی و چسب در قطعه قطب اشاره دارد، چگالی تراکم = چگالی سطح / (ضخامت قطعه قطب پس از نورد منهای ضخامت فویل مسی).

چگالی تراکم ارتباط نزدیکی با ظرفیت ویژه ورق، راندمان، مقاومت داخلی و عملکرد چرخه باتری دارد.

عوامل مؤثر بر تراکم: اندازه ذرات، توزیع و مورفولوژی همگی مؤثر هستند.

05 تراکم واقعی

وزن ماده جامد در واحد حجم یک ماده در حالت کاملاً متراکم (به استثنای حفره‌های داخلی).

از آنجایی که چگالی واقعی در حالت فشرده اندازه‌گیری می‌شود، از چگالی ضربه‌ای بیشتر خواهد بود. به‌طورکلی، چگالی واقعی > چگالی فشرده > چگالی ضربه‌ای.

06 اولین ظرفیت ویژه شارژ و دشارژ

ماده آند گرافیتی در چرخه اولیه شارژ-دشارژ ظرفیت برگشت‌ناپذیری دارد. در طول اولین فرآیند شارژ باتری لیتیوم-یون، سطح ماده آند با یون‌های لیتیوم ترکیب می‌شود و مولکول‌های حلال در الکترولیت به طور همزمان وارد می‌شوند و سطح ماده آند تجزیه می‌شود تا لایه غیرفعال SEI تشکیل شود. تنها پس از اینکه سطح الکترود منفی به طور کامل توسط لایه SEI پوشانده شد، مولکول‌های حلال نتوانستند ترکیب شوند و واکنش متوقف شد. تولید لایه SEI بخشی از یون‌های لیتیوم را مصرف می‌کند و این بخش از یون‌های لیتیوم را نمی‌توان در طول فرآیند تخلیه از سطح الکترود منفی استخراج کرد، بنابراین باعث از دست رفتن ظرفیت برگشت‌ناپذیر می‌شود و در نتیجه ظرفیت ویژه اولین تخلیه را کاهش می‌دهد.

07 بازده کولن اول

یک شاخص مهم برای ارزیابی عملکرد مواد آند، اولین راندمان شارژ-دشارژ آن است که به عنوان راندمان کولمب اول نیز شناخته می‌شود. برای اولین بار، راندمان کولمب به طور مستقیم عملکرد ماده الکترود را تعیین می‌کند.

از آنجایی که لایه SEI عمدتاً روی سطح ماده الکترود تشکیل می‌شود، مساحت سطح ویژه ماده الکترود مستقیماً بر مساحت تشکیل لایه SEI تأثیر می‌گذارد. هرچه مساحت سطح ویژه بزرگتر باشد، سطح تماس با الکترولیت بزرگتر و مساحت تشکیل لایه SEI بزرگتر خواهد بود.

عموماً اعتقاد بر این است که تشکیل یک لایه SEI پایدار برای شارژ و دشارژ باتری مفید است و لایه SEI ناپایدار برای واکنش نامطلوب است، که به طور مداوم الکترولیت را مصرف می‌کند، ضخامت لایه SEI را افزایش می‌دهد و مقاومت داخلی را افزایش می‌دهد.

08 عملکرد چرخه

عملکرد چرخه‌ای یک باتری به تعداد شارژ و دشارژهایی اشاره دارد که باتری تحت یک رژیم شارژ و دشارژ مشخص، زمانی که ظرفیت باتری به مقدار مشخصی کاهش می‌یابد، تجربه می‌کند. از نظر عملکرد چرخه‌ای، لایه SEI تا حد مشخصی مانع از انتشار یون‌های لیتیوم می‌شود. با افزایش تعداد چرخه‌ها، لایه SEI به ریزش، کنده شدن و رسوب روی سطح الکترود منفی ادامه می‌دهد و در نتیجه مقاومت داخلی الکترود منفی به تدریج افزایش می‌یابد که منجر به تجمع گرما و از دست دادن ظرفیت می‌شود.

09 توسعه

همبستگی مثبتی بین انبساط و طول عمر چرخه وجود دارد. پس از انبساط الکترود منفی، ابتدا هسته سیم‌پیچ تغییر شکل می‌دهد، ذرات الکترود منفی ترک‌های ریز تشکیل می‌دهند، لایه SEI شکسته و دوباره سازماندهی می‌شود، الکترولیت مصرف می‌شود و عملکرد چرخه بدتر می‌شود. دوم، دیافراگم فشرده می‌شود. فشار، به ویژه بیرون زدگی دیافراگم در لبه قائمه گوش قطب، بسیار جدی است و با پیشرفت چرخه شارژ-دشارژ، به راحتی می‌تواند باعث اتصال کوتاه میکرو یا رسوب لیتیوم میکرو فلزی شود.

تا جایی که به خود انبساط مربوط می‌شود، یون‌های لیتیوم در طول فرآیند بین لایه‌ای گرافیت قرار می‌گیرند و منجر به انبساط فاصله بین لایه‌ای و افزایش حجم می‌شوند. این بخش انبساط برگشت‌ناپذیر است. میزان انبساط به درجه جهت‌گیری الکترود منفی، درجه جهت‌گیری = I004/I110، مربوط می‌شود که می‌توان آن را از داده‌های XRD محاسبه کرد. ماده گرافیت ناهمسانگرد تمایل دارد در طول فرآیند بین لایه‌ای لیتیوم، انبساط شبکه‌ای را در همان جهت (جهت محور C کریستال گرافیت) تجربه کند که منجر به انبساط حجمی بیشتر باتری خواهد شد.

10عملکرد را ارزیابی کنید

انتشار یون‌های لیتیوم در ماده آند گرافیتی جهت‌گیری قوی دارد، یعنی فقط می‌تواند عمود بر وجه انتهایی محور C کریستال گرافیت وارد شود. مواد آندی با ذرات کوچک و سطح ویژه بالا، عملکرد سرعت بهتری دارند. علاوه بر این، مقاومت سطح الکترود (به دلیل فیلم SEI) و رسانایی الکترود نیز بر عملکرد سرعت تأثیر می‌گذارند.

همانند طول عمر چرخه‌ای و انبساط، الکترود منفی ایزوتروپیک کانال‌های انتقال یون لیتیوم زیادی دارد که مشکلات ورودی‌های کمتر و نرخ انتشار پایین در ساختار ناهمسانگرد را حل می‌کند. اکثر مواد از فناوری‌هایی مانند گرانولاسیون و پوشش برای بهبود عملکرد نرخ خود استفاده می‌کنند.

شرکت HCMilling (گویلین هونگچنگ) تولیدکننده آسیاب مواد آندی است.سری HLMXمواد آندی فوق العادهآسیاب عمودی ریز, اچ سی اچمواد آندی آسیاب فوق العاده ریزو سایر آسیاب‌های گرافیتی تولید شده توسط ما به طور گسترده در تولید مواد آند گرافیتی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در صورت نیاز به اطلاعات مرتبط، لطفاً برای جزئیات تجهیزات با ما تماس بگیرید و اطلاعات زیر را در اختیار ما قرار دهید:

نام ماده اولیه

ظرافت محصول (مش/میکرومتر)

ظرفیت (تن در ساعت)