Bahan anoda merupakan komponen inti dari baterai lithium-ion. Bahan ini menentukan kinerja laju baterai lithium-ion. Bahan ini juga memengaruhi efisiensi pengisian-pengosongan awal dan stabilitas siklus. Anoda grafit alami terbuat dari grafit serpihan alami. Prosesnya meliputi: penumpasan, membuat bulat, mengklasifikasikan, pemurnian, dan modifikasi permukaan. Mereka berbiaya rendah, berlimpah, aman, dan tidak beracun. Mereka juga menawarkan konduktivitas listrik yang baik. Di antara mereka, grafit bulat memiliki keunggulan konduktivitas yang baik, kristalinitas tinggi, biaya rendah, dll. Ia juga memiliki karakteristik potensi pengisian dan pengosongan yang rendah dan datar, siklus hidup yang panjang, dan perlindungan lingkungan yang hijau. Secara bertahap telah menjadi produk pengganti untuk bahan elektroda negatif yang digunakan dalam produksi baterai lithium-ion. Memahami faktor-faktor utama yang memengaruhi morfologi partikel selama persiapan grafit bulat sangat penting untuk mengoptimalkan proses persiapan dan memperoleh grafit bulat berkualitas tinggi.
Mengapa menggunakan grafit bulat?
Grafit alami memiliki konduktivitas yang baik, kristalinitas yang tinggi, dan struktur berlapis yang baik. Saat ini, grafit alami merupakan material elektroda negatif yang paling banyak digunakan untuk baterai lithium-ion. Elektroda negatif grafit umumnya menggunakan grafit serpihan alami, tetapi memiliki kelemahan sebagai berikut:
- Serbuk grafit serpihan memiliki luas permukaan spesifik yang besar, yang memiliki pengaruh besar terhadap efisiensi pengisian dan pengosongan awal elektroda negatif.
- Struktur grafit yang berlapis memungkinkan Li⁺ masuk hanya dari tepi dan berdifusi ke dalam.
Karena anisotropi grafit serpihan, difusi Li⁺ panjang dan tidak merata, sehingga menghasilkan kapasitas yang lebih rendah. - Jarak antarlapisan grafit yang kecil meningkatkan resistansi difusi Li⁺ dan menghasilkan kinerja laju yang buruk. Selama pengisian cepat, Li⁺ cenderung mengendap di permukaan, membentuk dendrit dan menimbulkan risiko keselamatan.
Untuk mengatasi masalah ini, grafit perlu dimodifikasi untuk mengoptimalkan kinerja anoda. Salah satu metode utama adalah sferisalisasi. Grafit alami yang sferis memiliki luas permukaan yang lebih rendah dan kerapatan tap yang lebih tinggi. Hal ini menghasilkan efisiensi Coulombik awal yang lebih tinggi, kapasitas reversibel yang lebih besar, dan stabilitas siklus yang lebih baik.
Cara mendapatkan grafit bulat
Grafit bulat biasanya diproduksi dari serpihan grafit alami berkualitas tinggi dan berkarbon tinggi. Teknik pemrosesan tingkat lanjut memodifikasi permukaan untuk menghasilkan grafit elips berbentuk bola dengan tingkat kehalusan yang bervariasi.
Grafit bulat diproduksi dengan menggiling grafit serpihan alami secara mekanis menjadi ukuran partikel yang sesuai menggunakan penggiling sarang lebah. Kemudian, aliran udara dari penggiling membulatkan tepinya untuk membentuk bentuk elips atau hampir bulat. Pengklasifikasi memisahkan partikel bulat dari serbuk halus yang terlepas selama pembulatan, menghasilkan grafit bulat yang terdistribusi normal.
Selain grafit serpihan alami, para peneliti telah mengembangkan grafit bulat buatan. Misalnya, limbah pemotongan elektroda grafit—setelah diproses secara bersih—digunakan sebagai bahan baku. Sebuah teknologi bertekanan fase basah yang baru lapisan–metode granulasi, dikombinasikan dengan karbonisasi tungku kotak, memungkinkan produksi yang murah, berkualitas tinggi, dan ramah lingkungan. Proses ini menghasilkan anoda grafit bulat buatan dengan struktur inti-kulit.
Kesimpulan
Singkatnya, persiapan grafit bulat dengan morfologi partikel yang diinginkan merupakan proses kompleks yang dipengaruhi oleh banyak faktor. Karakteristik bahan baku grafit, termasuk struktur kristal dan kemurniannya, menjadi dasar bentuk partikel akhir. Parameter proses persiapan, seperti metode penggilingan, waktu, dan intensitas, suhu perlakuan panas, laju pemanasan, waktu penahanan, dan bahan kimia Perlakuan dengan agen pengoksidasi dan surfaktan, semuanya berinteraksi untuk menentukan morfologi partikel grafit bulat. Dengan mengendalikan faktor-faktor kunci ini secara cermat, proses persiapan dapat dioptimalkan dan menghasilkan grafit bulat berkualitas tinggi dengan morfologi partikel yang diinginkan untuk berbagai aplikasi, khususnya di bidang baterai lithium-ion yang sedang berkembang pesat.
Bubuk epik
Epic Powder, 20+ tahun pengalaman kerja di industri bubuk ultrafine. Secara aktif mempromosikan pengembangan bubuk ultra-fine di masa depan, dengan fokus pada proses penghancuran, penggilingan, pengklasifikasian, dan modifikasi bubuk ultra-fine. Hubungi kami untuk konsultasi gratis dan solusi yang disesuaikan! Tim ahli kami berdedikasi untuk menyediakan produk dan layanan berkualitas tinggi guna memaksimalkan nilai pemrosesan bubuk Anda. Epic Powder—Ahli Pemrosesan Bubuk Tepercaya Anda!