흑연 음극은 전기화학에서 일반적인 음극 재료입니다. 리튬 이온 배터리 연구가 핵심 초점입니다. 흑연 양극 재료는 충전 및 방전 전압이 낮습니다. 안전하고 저렴합니다. 따라서 상업용 리튬 이온 배터리의 주요 음극입니다. 그러나 용매 호환성이 낮고 전류 성능이 높아 사용이 제한됩니다. 첫 번째 충전 및 방전 중에 용매 분자를 공동 임베딩하면 흑연 층이 벗겨질 수 있습니다. 이는 전극의 서비스 수명을 크게 단축시키고 산업용으로의 주요 병목 현상입니다. 이 문제를 해결하는 주요 방법은 표면을 수정하는 것입니다. 표면 수정은 전극의 용량, 효율성 및 사이클 성능을 개선할 수 있습니다.
현재 흑연 음극 표면 개질은 주로 기계적 볼 밀링, 표면 산화 및 할로겐화, 표면 코팅 및 원소 도핑.
기계식 볼 밀링
기계적 볼 밀링은 흑연 음극 표면의 구조와 형태를 물리적으로 변화시키는 방법입니다. 표면적과 접촉 면적을 증가시켜 리튬 이온의 저장 및 방출 효율을 개선합니다.
입자 크기를 줄이세요:
기계적 볼 밀링은 다음을 크게 줄일 수 있습니다. 입자 크기 흑연 입자의. 더 작은 입자 크기는 리튬 이온의 빠른 확산에 도움이 되고 배터리의 속도 성능을 향상시킵니다.
관련 장비
새로운 단계를 소개합니다
볼 밀링 공정 동안 흑연 입자는 기계적 힘으로 인해 상 변화를 겪을 수 있습니다. 새로운 상은 더 많은 리튬 저장 장소를 제공하고 흑연의 리튬 저장 용량을 개선할 수 있습니다.
다공성 증가
볼 밀링은 흑연 입자 표면에 많은 수의 미세 기공과 결함을 생성할 수 있습니다. 이러한 기공 구조는 리튬 이온의 빠른 채널 역할을 하여 리튬 이온의 확산 속도와 배터리의 충전 및 방전 효율을 개선할 수 있습니다.
표면산화 및 할로겐화
산화 및 할로겐화는 다음을 개선할 수 있습니다. 화학적인 계면에서의 흑연 양극 재료의 특성.
표면산화
표면 산화에는 일반적으로 기체상 산화와 액상 산화가 포함됩니다.
가스상 산화는 흑연과 산화제(예: 공기, CO2)가 기체-고체 계면에서 반응하는 것을 의미합니다. 이 반응은 흑연 표면의 활성점을 감소시키고 초기 비가역 용량 손실을 줄일 수 있습니다. 동시에 더 많은 미세 기공과 나노 기공이 생성되어 리튬 이온의 저장 공간이 늘어나 가역 용량을 개선하고 흑연 음극의 성능을 개선하는 데 도움이 됩니다.
액상 산화란 흑연과 HNO3, H2SO4, H2O2와 같은 강한 화학 산화제 용액의 반응을 말하며, 이 반응은 흑연 음극의 전기화학적 특성을 개선할 수 있습니다.
표면 할로겐화
할로겐화 처리를 통해 천연흑연 표면에 CF 구조가 형성되어 흑연의 구조적 안정성을 높이고 사이클 중에 흑연 플레이크가 떨어지는 것을 방지할 수 있습니다. 동시에 할로겐화 처리로 내부 저항을 줄이고 용량을 늘리고 충전 및 방전 성능을 향상시킬 수도 있습니다.
표면코팅
탄소소재 코팅
흑연의 외층에 비정질 탄소를 코팅하면 "코어-쉘" 구조의 C/C 복합 재료를 만들 수 있으며, 이를 통해 용매와 흑연의 직접 접촉을 피할 수 있고 용매 분자의 공동 매립으로 인해 흑연 층이 벗겨지는 것을 방지할 수 있습니다.
금속 및 그 산화물의 코팅
금속과 그 산화물의 코팅은 주로 흑연 표면에 금속이나 금속 산화물 층을 증착하여 이루어집니다.
분말개질 관련 장비
원소 도핑
원소 도핑은 흑연 재료에 특정 금속 또는 비금속을 목표물로 첨가하거나 로딩하는 것을 말합니다. 이 방법은 재료의 미세 구조를 변화시켜 리튬의 삽입/추출 능력을 개선하고, 흑연의 리튬 저장 용량 및 사이클 안정성을 개선할 수 있습니다.
표면 개질 기술은 리튬 이온의 저장 및 방출 효율과 흑연 음극의 사이클 성능을 개선하여 저장 용량을 향상시킵니다. 칭다오 에픽 분말 기계 주식회사는 전문 파우더 장비 제조업체입니다. 제품에는 제트 밀, 볼밀, 공기 분류기 및 개질기. Qingdao Epic의 표면 코팅 장비에는 핀 밀 개질기, 터보 밀 개질기, 3롤러 개질기 및 멀티 로터 밀 개질기가 포함됩니다.
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