Elektroda negatif grafit merupakan material elektroda negatif yang umum dalam elektrokimia. Penelitian baterai ion litium menjadi fokus utama. Material anoda grafit memiliki tegangan pengisian dan pengosongan yang rendah. Material ini aman dan murah. Oleh karena itu, material ini merupakan elektroda negatif utama dalam baterai ion litium komersial. Akan tetapi, kompatibilitas pelarutnya yang buruk dan kinerja arus yang tinggi membatasi penggunaan. Molekul pelarut yang saling menempel selama pengisian dan pengosongan pertama dapat menyebabkan lapisan grafit terkelupas. Hal ini sangat mengurangi masa pakai elektroda dan menjadi hambatan utama untuk penggunaan industrinya. Cara utama untuk mengatasi masalah ini adalah dengan memodifikasi permukaannya. Modifikasi permukaan dapat meningkatkan kapasitas, efisiensi, dan kinerja siklus elektroda.
Saat ini, modifikasi permukaan elektroda negatif grafit terutama meliputi: penggilingan bola mekanis, oksidasi dan halogenasi permukaan, permukaan lapisan dan doping unsur.
Penggilingan bola mekanis
Penggilingan bola mekanis adalah metode yang secara fisik mengubah struktur dan morfologi permukaan elektroda negatif grafit. Dengan meningkatkan luas permukaan dan luas kontak untuk meningkatkan efisiensi penyimpanan dan pelepasan ion litium.
Mengurangi ukuran partikel:
Penggilingan bola mekanis dapat secara signifikan mengurangi ukuran partikel partikel grafit. Ukuran partikel yang lebih kecil mendukung difusi ion litium yang cepat dan meningkatkan kinerja laju baterai.
Peralatan terkait
Memperkenalkan fase baru
Selama proses ball milling, partikel grafit dapat mengalami perubahan fase karena gaya mekanis. Fase baru dapat menyediakan lebih banyak tempat penyimpanan litium dan meningkatkan kapasitas penyimpanan litium pada grafit.
Meningkatkan porositas
Penggilingan bola dapat menghasilkan sejumlah besar pori mikro dan cacat pada permukaan partikel grafit. Struktur pori ini dapat berfungsi sebagai saluran cepat untuk ion litium, untuk meningkatkan laju difusi ion litium dan efisiensi pengisian dan pengosongan baterai.
Oksidasi permukaan dan halogenasi
Oksidasi dan halogenasi dapat meningkatkan bahan kimia sifat bahan anoda grafit pada antarmuka.
Oksidasi permukaan
Oksidasi permukaan biasanya mencakup oksidasi fase gas dan oksidasi fase cair.
Oksidasi fase gas berarti reaksi grafit dengan oksidan, seperti udara dan CO2, pada antarmuka gas-padat. Reaksi ini dapat mengurangi titik aktif pada permukaan grafit dan mengurangi hilangnya kapasitas ireversibel awal. Pada saat yang sama, lebih banyak mikropori dan nanopori dihasilkan untuk meningkatkan ruang penyimpanan ion litium, yang bermanfaat untuk meningkatkan kapasitas reversibel, dan kemudian meningkatkan kinerja elektroda negatif grafit.
Oksidasi fase cair mengacu pada reaksi grafit dengan larutan oksidan kimia kuat, seperti HNO3, H2SO4 dan H2O2, reaksi ini dapat meningkatkan sifat elektrokimia elektroda negatif grafit.
Halogenasi permukaan
Melalui perlakuan halogenasi, struktur CF terbentuk pada permukaan grafit alami, yang dapat meningkatkan stabilitas struktural grafit dan mencegah serpihan grafit terlepas selama siklus. Pada saat yang sama, perlakuan halogenasi juga dapat mengurangi resistansi internal, meningkatkan kapasitas, dan meningkatkan kinerja pengisian dan pengosongan.
Pelapisan permukaan
Pelapis bahan karbon
Dengan melapisi karbon amorf pada lapisan luar grafit dapat membuat material komposit C/C dengan struktur “inti-kulit”, hal ini dapat menghindari kontak langsung antara pelarut dan grafit, dan mencegah lapisan grafit terkelupas yang disebabkan oleh molekul pelarut yang saling menempel.
Pelapisan logam dan oksidanya
Pelapisan logam dan oksidanya terutama dicapai dengan mengendapkan lapisan logam atau oksida logam pada permukaan grafit.
Peralatan terkait modifikasi bubuk
Doping unsur
Doping unsur mengacu pada penambahan atau pemuatan logam atau non-logam tertentu secara terarah ke dalam material grafit, metode ini dapat meningkatkan kemampuan penyisipan/ekstraksi litium dengan mengubah struktur mikro material, dan kemudian meningkatkan kapasitas penyimpanan litium dan stabilitas siklus grafit.
Teknologi modifikasi permukaan meningkatkan efisiensi penyimpanan dan pelepasan ion litium serta kinerja siklus elektroda negatif grafit, sehingga meningkatkan kapasitas penyimpanan. Qingdao Epic Mesin Serbuk Co., Ltd. adalah produsen peralatan bubuk profesional. Produknya meliputi: jet mill, pabrik bola, pengklasifikasi dan pengubah udara. Peralatan pelapis permukaan dari Qingdao Epic meliputi: pengubah pin-mill, pengubah turbo-mill, pengubah tiga rol, dan pengubah multi-rotor-mill.
Jika Anda memiliki kebutuhan atau pertanyaan terkait, silakan hubungi Epik Qingdao secara langsung.