L'elettrodo negativo in grafite è un comune materiale per elettrodi negativi in elettrochimica. La ricerca sulle batterie agli ioni di litio è un obiettivo chiave. Il materiale dell'anodo in grafite ha una bassa tensione di carica e scarica. È sicuro ed economico. Quindi, è il principale elettrodo negativo nelle batterie agli ioni di litio commerciali. Tuttavia, la sua scarsa compatibilità con i solventi e le prestazioni ad alta corrente ne limitano l'uso. L'inclusione congiunta di molecole di solvente durante la prima carica e scarica può causare il distacco degli strati di grafite. Ciò riduce notevolmente la durata di vita dell'elettrodo e rappresenta un importante collo di bottiglia per il suo uso industriale. Il modo principale per risolvere questo problema è modificarne la superficie. La modifica della superficie può migliorare la capacità, l'efficienza e le prestazioni del ciclo dell'elettrodo.
Attualmente, la modifica della superficie dell'elettrodo negativo in grafite comprende principalmente: macinazione meccanica a sfere, ossidazione superficiale e alogenazione, superficie rivestimento e il drogaggio degli elementi.
Fresatura meccanica a sfere
La macinazione meccanica a sfere è un metodo che modifica fisicamente la struttura e la morfologia della superficie dell'elettrodo negativo in grafite. Aumentando l'area superficiale e l'area di contatto per migliorare l'efficienza di stoccaggio e rilascio di ioni di litio.
Ridurre le dimensioni delle particelle:
La macinazione meccanica a sfere può ridurre significativamente l' dimensione delle particelle di particelle di grafite. Le dimensioni più piccole delle particelle favoriscono la rapida diffusione degli ioni di litio e migliorano le prestazioni della batteria.
Attrezzatura correlata
Introduci nuova fase
Durante il processo di macinazione a sfere, le particelle di grafite possono subire cambiamenti di fase dovuti a forze meccaniche. Le nuove fasi possono fornire più siti di stoccaggio del litio e migliorare la capacità di stoccaggio del litio della grafite.
Aumentare la porosità
La macinazione a sfere può generare un gran numero di micropori e difetti sulla superficie delle particelle di grafite. Queste strutture di pori possono fungere da canali rapidi per gli ioni di litio, per migliorare la velocità di diffusione degli ioni di litio e l'efficienza di carica e scarica della batteria.
Ossidazione superficiale e alogenazione
L'ossidazione e l'alogenazione possono migliorare la chimico proprietà dei materiali anodici in grafite all'interfaccia.
Ossidazione superficiale
L'ossidazione superficiale solitamente comprende l'ossidazione in fase gassosa e l'ossidazione in fase liquida.
L'ossidazione in fase gassosa significa reazione della grafite con ossidante, come aria e CO2, all'interfaccia gas-solido. Questa reazione può ridurre i punti attivi sulla superficie della grafite e ridurre la perdita di capacità irreversibile iniziale. Allo stesso tempo, vengono generati più micropori e nanopori per aumentare lo spazio di stoccaggio per gli ioni di litio, è utile migliorare la capacità reversibile e quindi migliorare le prestazioni dell'elettrodo negativo in grafite.
L'ossidazione in fase liquida si riferisce alla reazione della grafite con soluzioni di forti ossidanti chimici, come HNO3, H2SO4 e H2O2; questa reazione può migliorare le proprietà elettrochimiche dell'elettrodo negativo in grafite.
Alogenazione superficiale
Attraverso il trattamento di alogenazione, si forma una struttura CF sulla superficie della grafite naturale, che può migliorare la stabilità strutturale della grafite e impedire che i fiocchi di grafite cadano durante il ciclo. Allo stesso tempo, il trattamento di alogenazione può anche ridurre la resistenza interna, aumentare la capacità e migliorare le prestazioni di carica e scarica.
Rivestimento superficiale
Rivestimento in materiale di carbonio
Rivestendo lo strato esterno di grafite con carbonio amorfo è possibile realizzare un materiale composito C/C con una struttura "nucleo-guscio", evitando così il contatto diretto tra solvente e grafite e prevenendo il distacco dello strato di grafite causato dal co-incorporamento delle molecole di solvente.
Rivestimento del metallo e del suo ossido
Il rivestimento del metallo e del suo ossido si ottiene principalmente depositando uno strato di metallo o di ossido di metallo sulla superficie della grafite.
Attrezzatura correlata alla modifica della polvere
Doping degli elementi
Il drogaggio degli elementi si riferisce all'aggiunta o al caricamento mirato di determinati metalli o non metalli nei materiali in grafite; questo metodo può migliorare la capacità di inserimento/estrazione del litio modificando la microstruttura del materiale e quindi migliorare la capacità di stoccaggio del litio e la stabilità del ciclo della grafite.
La tecnologia di modifica della superficie migliora l'efficienza di stoccaggio e rilascio degli ioni di litio e le prestazioni del ciclo degli elettrodi negativi in grafite, migliorando così la capacità di stoccaggio. Qingdao Epic Macchinari per polveri Co., Ltd. è un produttore professionale di apparecchiature per polveri. I prodotti includono: mulini a getto, mulino a sfere, classificatori e modificatori dell'aria. Le attrezzature per il rivestimento superficiale di Qingdao Epic includono: modificatore a mulino a perni, modificatore a mulino turbo, modificatore a tre rulli e modificatore a mulino multirotore.
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