Графитовый отрицательный электрод является распространенным материалом отрицательного электрода в электрохимии. Исследование литий-ионных аккумуляторов является ключевым направлением. Графитовый анодный материал имеет низкое напряжение заряда и разряда. Он безопасен и дешев. Поэтому он является основным отрицательным электродом в коммерческих литий-ионных аккумуляторах. Однако его плохая совместимость с растворителями и высокие токовые характеристики ограничивают использование. Совместное внедрение молекул растворителя во время первой зарядки и разрядки может привести к отслоению графитовых слоев. Это значительно сокращает срок службы электрода и является основным узким местом для его промышленного использования. Основной способ решения этой проблемы — модификация его поверхности. Модификация поверхности может улучшить емкость, эффективность и циклические характеристики электрода.
В настоящее время модификация поверхности графитовых отрицательных электродов в основном включает: механическую шаровую мельницу, поверхностное окисление и галогенирование, поверхностную обработку. покрытие и легирование элементами.
Механическая шаровая мельница
Механическое шаровое измельчение — это метод, который физически изменяет структуру и морфологию поверхности графитового отрицательного электрода. За счет увеличения площади поверхности и площади контакта для повышения эффективности хранения и высвобождения ионов лития.
Уменьшить размер частиц:
Механическое шаровое измельчение может значительно снизить размер частицы частиц графита. Меньший размер частиц способствует быстрой диффузии ионов лития и улучшает скоростные характеристики батареи.
Сопутствующее оборудование
Ввести новую фазу
В процессе шаровой мельницы частицы графита могут претерпевать фазовые изменения из-за механических сил. Новые фазы могут обеспечить больше мест хранения лития и улучшить способность графита хранить литий.
Увеличить пористость
Шаровая мельница может генерировать большое количество микропор и дефектов на поверхности частиц графита. Эти пористые структуры могут служить быстрыми каналами для ионов лития, чтобы улучшить скорость диффузии ионов лития и эффективность зарядки и разрядки батареи.
Поверхностное окисление и галогенирование
Окисление и галогенирование могут улучшить химический свойства графитовых анодных материалов на границе раздела.
Поверхностное окисление
Поверхностное окисление обычно включает газофазное окисление и жидкофазное окисление.
Газофазное окисление означает реакцию графита с окислителем, таким как воздух и CO2, на границе раздела газ-твердое тело. Эта реакция может уменьшить активные точки на поверхности графита и уменьшить потерю начальной необратимой емкости. В то же время генерируется больше микропор и нанопор для увеличения пространства для хранения ионов лития, это полезно для улучшения обратимой емкости, а затем улучшения производительности графитового отрицательного электрода.
Жидкофазное окисление представляет собой реакцию графита с растворами сильных химических окислителей, таких как HNO3, H2SO4 и H2O2. Эта реакция может улучшить электрохимические свойства графитового отрицательного электрода.
Поверхностное галогенирование
Благодаря обработке галогенированием на поверхности натурального графита формируется структура CF, которая может повысить структурную стабильность графита и предотвратить падение графитовых чешуек во время цикла. В то же время обработка галогенированием может также снизить внутреннее сопротивление, увеличить емкость и улучшить характеристики заряда и разряда.
Покрытие поверхности
Покрытие из углеродного материала
Нанесение аморфного углерода на внешний слой графита позволяет создать композитный материал C/C со структурой «ядро-оболочка», что позволяет избежать прямого контакта между растворителем и графитом и предотвратить отслаивание графитового слоя, вызванное совместным внедрением молекул растворителя.
Покрытие металла и его оксида
Покрытие металла и его оксида в основном достигается путем нанесения слоя металла или оксида металла на поверхность графита.
Оборудование для модификации порошка
Легирование элементов
Легирование элементами подразумевает целенаправленное добавление или загрузку определенных металлов или неметаллов в графитовые материалы. Этот метод позволяет улучшить способность к введению/извлечению лития путем изменения микроструктуры материала, а затем улучшить емкость хранения лития и циклическую стабильность графита.
Технология модификации поверхности повышает эффективность хранения и высвобождения ионов лития, а также циклическую производительность графитовых отрицательных электродов, тем самым повышая емкость хранения. Qingdao Epic Порошковое оборудование Co., Ltd. — профессиональный производитель оборудования для порошков. Продукция включает в себя: струйные мельницы, шаровая мельница, воздушные классификаторы и модификаторы. Оборудование для нанесения покрытий на поверхность от Qingdao Epic включает в себя: модификатор с штифтовой мельницей, модификатор с турбомельницей, модификатор с тремя роликами и модификатор с многороторной мельницей.
Если у вас есть какие-либо сопутствующие потребности или вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами. Циндао Эпик напрямую.