Le matériau de l'anode est un composant essentiel des batteries lithium-ion. Il détermine leur performance énergétique. Il influence également l'efficacité initiale de charge-décharge et la stabilité du cycle. Les anodes en graphite naturel sont fabriquées à partir de graphite lamellaire naturel. Le procédé comprend écrasement, sphéroïdisation, classement, la purification et la modification de surface. Ils sont peu coûteux, abondants, sûrs et non toxiques. Ils offrent également une bonne conductivité électrique. Parmi eux, le graphite sphérique présente les avantages suivants : bonne conductivité, cristallinité élevée, faible coût, etc. Il présente également des potentiels de charge et de décharge faibles et stables, une longue durée de vie et un respect de l'environnement. Il est progressivement devenu un produit de remplacement pour les matériaux d'électrode négative utilisés dans la production de batteries lithium-ion. Comprendre les facteurs clés qui influencent la morphologie des particules lors de la fabrication préparation de graphite sphérique est essentiel pour optimiser le processus de préparation et obtenir du graphite sphérique de haute qualité.
Pourquoi utiliser du graphite sphérique
Le graphite naturel présente une bonne conductivité, une cristallinité élevée et une structure feuilletée performante. Il est actuellement le matériau d'électrode négative le plus utilisé pour les batteries lithium-ion. Les électrodes négatives en graphite naturel utilisent généralement du graphite lamellaire, mais celui-ci présente les inconvénients suivants :
- La poudre de graphite en paillettes a une grande surface spécifique, ce qui a une grande influence sur l'efficacité initiale de charge et de décharge de l'électrode négative.
- La structure en couches du graphite permet au Li⁺ d'entrer uniquement par le bord et de se diffuser vers l'intérieur.
En raison de l'anisotropie du graphite en paillettes, la diffusion du Li⁺ est longue et inégale, ce qui entraîne une capacité inférieure. - Le faible espacement entre les couches du graphite augmente la résistance à la diffusion du Li⁺ et entraîne de faibles performances de charge. Lors d'une charge rapide, le Li⁺ a tendance à se déposer à la surface, formant des dendrites et présentant des risques pour la sécurité.
Pour résoudre ces problèmes, le graphite doit être modifié afin d'optimiser les performances de l'anode. Une méthode clé est la sphéralisation. Le graphite naturel sphérique présente une surface spécifique plus faible et une densité de tassement plus élevée. Cela conduit à un rendement coulombien initial plus élevé, à une plus grande capacité réversible et à une meilleure stabilité du cycle.
Comment obtenir du graphite sphérique
Le graphite sphérique est généralement produit à partir de graphite lamellaire naturel de haute qualité et à haute teneur en carbone. Des techniques de traitement avancées modifient la surface pour créer un graphite elliptique et sphérique de finesse variable.
Le graphite sphérique est produit par broyage mécanique de graphite lamellaire naturel en particules de granulométrie appropriée à l'aide d'un broyeur en nid d'abeille. Le flux d'air du broyeur arrondit ensuite les bords pour obtenir des formes elliptiques ou quasi sphériques. Un classificateur sépare les particules sphériques des fines poudres détachées lors du broyage, produisant ainsi du graphite sphérique à distribution normale.
Outre le graphite lamellaire naturel, des chercheurs ont développé du graphite sphérique artificiel. Par exemple, les déchets de coupe d'électrodes en graphite, après traitement propre, sont utilisés comme matière première. Un nouveau procédé pressurisé en phase humide revêtementLa méthode de granulation, combinée à la carbonisation en four à caisson, permet une production économique, de haute qualité et respectueuse de l'environnement. Ce procédé produit des anodes en graphite sphérique artificiel à structure cœur-coquille.
Conclusion
En résumé, la préparation de graphite sphérique présentant la morphologie particulaire souhaitée est un processus complexe influencé par de multiples facteurs. Les caractéristiques du graphite brut, notamment sa structure cristalline et sa pureté, déterminent la forme finale des particules. Les paramètres du procédé de préparation, tels que la méthode, la durée et l'intensité du broyage, la température du traitement thermique, la vitesse de chauffe, le temps de maintien, etc. chimique Le traitement par agents oxydants et tensioactifs interagit pour déterminer la morphologie des particules de graphite sphérique. Un contrôle rigoureux de ces facteurs clés permet d'optimiser le processus de préparation et de produire du graphite sphérique de haute qualité, présentant la morphologie souhaitée, pour diverses applications, notamment dans le domaine en plein essor des batteries lithium-ion.
Poudre épique
Epic Powder, plus de 20 ans d'expérience dans l'industrie des poudres ultrafines. Nous promouvons activement le développement futur des poudres ultrafines, en nous concentrant sur les procédés de concassage, de broyage, de classification et de modification. Contactez-nous pour une consultation gratuite et des solutions personnalisées ! Notre équipe d'experts s'engage à vous fournir des produits et services de haute qualité pour optimiser la valeur de vos procédés de traitement des poudres. Epic Powder : votre expert de confiance en traitement des poudres !