วัสดุขั้วบวกเป็นส่วนประกอบหลักของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งจะกำหนดอัตราประสิทธิภาพการทำงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน นอกจากนี้ยังส่งผลต่อประสิทธิภาพการชาร์จ-คายประจุเริ่มต้นและความเสถียรของรอบการทำงานอีกด้วย ขั้วบวกกราไฟต์ธรรมชาติทำมาจากกราไฟต์เกล็ดธรรมชาติ กระบวนการนี้ประกอบด้วย การบดขยี้, ทรงกลม, การจำแนกประเภท, การทำให้บริสุทธิ์ และการปรับเปลี่ยนพื้นผิว มีต้นทุนต่ำ มีปริมาณมาก ปลอดภัย และไม่มีพิษ นอกจากนี้ยังมีการนำไฟฟ้าที่ดีอีกด้วย ในบรรดากราไฟต์ทรงกลมมีข้อดีคือมีการนำไฟฟ้าได้ดี มีผลึกสูง ต้นทุนต่ำ เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีลักษณะของศักย์การชาร์จและการคายประจุที่ต่ำและแบน อายุการใช้งานยาวนาน และปกป้องสิ่งแวดล้อมสีเขียว ค่อยๆ กลายเป็นผลิตภัณฑ์ทดแทนวัสดุอิเล็กโทรดลบที่ใช้ในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน การทำความเข้าใจปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อสัณฐานวิทยาของอนุภาคในระหว่าง การเตรียมกราไฟท์ทรงกลม ถือเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเตรียมการและการได้กราไฟท์ทรงกลมคุณภาพสูง
เหตุใดจึงต้องใช้กราไฟท์ทรงกลม
กราไฟต์ธรรมชาติมีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าที่ดี มีผลึกสูง และมีโครงสร้างแบบชั้นที่ดี ปัจจุบันกราไฟต์เป็นวัสดุอิเล็กโทรดลบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน โดยทั่วไปแล้วอิเล็กโทรดลบกราไฟต์จะใช้กราไฟต์เกล็ดธรรมชาติ แต่มีข้อเสียดังต่อไปนี้:
- ผงกราไฟท์เกล็ดมีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ ซึ่งมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุเริ่มต้นของอิเล็กโทรดเชิงลบ
- โครงสร้างแบบหลายชั้นของกราไฟต์ทำให้ Li⁺ เข้าได้จากขอบเท่านั้นและกระจายเข้าด้านใน
เนื่องจากความแอนไอโซทรอปีของเกล็ดกราไฟท์ การแพร่กระจายของ Li⁺ จึงยาวนานและไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้มีความจุลดลง - ระยะห่างระหว่างชั้นที่เล็กของกราไฟต์ช่วยเพิ่มความต้านทานการแพร่กระจายของ Li⁺ และส่งผลให้ประสิทธิภาพอัตราเร็วลดลง ในระหว่างการชาร์จอย่างรวดเร็ว Li⁺ มีแนวโน้มที่จะเกาะตัวบนพื้นผิว ทำให้เกิดเดนไดรต์และก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านความปลอดภัย
เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ จำเป็นต้องดัดแปลงกราไฟต์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของขั้วบวกให้เหมาะสมที่สุด วิธีสำคัญวิธีหนึ่งคือการทำให้เป็นทรงกลม กราไฟต์ธรรมชาติที่เป็นทรงกลมจะมีพื้นที่ผิวน้อยกว่าและมีความหนาแน่นของแทปสูงกว่า ส่งผลให้มีประสิทธิภาพคูลอมบิกเริ่มต้นสูงกว่า มีความจุแบบกลับคืนได้มากขึ้น และมีความเสถียรของวงจรที่ดีขึ้น
วิธีการได้รับกราไฟท์ทรงกลม
โดยทั่วไปกราไฟท์ทรงกลมจะผลิตจากกราไฟท์เกล็ดธรรมชาติที่มีคาร์บอนสูงคุณภาพสูง เทคนิคการประมวลผลขั้นสูงจะปรับเปลี่ยนพื้นผิวเพื่อสร้างกราไฟท์รูปวงรีคล้ายทรงกลมที่มีความละเอียดแตกต่างกัน
กราไฟท์ทรงกลมผลิตขึ้นโดยการบดกราไฟท์ธรรมชาติเป็นชิ้นเล็กๆ ด้วยเครื่องจักรให้มีขนาดอนุภาคที่เหมาะสมโดยใช้เครื่องบดรังผึ้ง จากนั้นลมที่ไหลจากเครื่องบดจะพัดขอบให้โค้งมนเพื่อสร้างรูปร่างเป็นวงรีหรือเกือบเป็นทรงกลม เครื่องแยกประเภทจะแยกอนุภาคทรงกลมออกจากผงละเอียดที่แยกออกระหว่างการปัดเศษ ส่งผลให้ได้กราไฟท์ทรงกลมที่มีการกระจายตัวตามปกติ
นอกจากแกรไฟต์เกล็ดธรรมชาติแล้ว นักวิจัยยังได้พัฒนาแกรไฟต์ทรงกลมเทียม ตัวอย่างเช่น แกรไฟต์อิเล็กโทรดที่ตัดของเสียหลังจากผ่านกระบวนการที่สะอาดแล้ว จะถูกใช้เป็นวัตถุดิบ แกรไฟต์แบบอัดแรงดันเฟสเปียกแบบใหม่ การเคลือบวิธีการทำเม็ดแกรไฟต์ร่วมกับการเผาถ่านในเตากล่องทำให้ผลิตได้ต้นทุนต่ำ คุณภาพสูง และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม กระบวนการนี้ให้ผลเป็นแอโนดกราไฟต์ทรงกลมเทียมที่มีโครงสร้างแกน-เปลือก
บทสรุป
โดยสรุป การเตรียมกราไฟต์ทรงกลมที่มีรูปร่างอนุภาคที่ต้องการเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายประการ ลักษณะของวัตถุดิบกราไฟต์ รวมถึงโครงสร้างผลึกและความบริสุทธิ์ เป็นรากฐานสำหรับรูปร่างอนุภาคขั้นสุดท้าย พารามิเตอร์ของกระบวนการเตรียม เช่น วิธีการบด เวลา และความเข้มข้น อุณหภูมิในการอบด้วยความร้อน อัตราความร้อน เวลาในการยึด และอื่นๆ เคมี การบำบัดด้วยสารออกซิไดซ์และสารลดแรงตึงผิว ทั้งหมดนี้จะทำปฏิกิริยากันเพื่อกำหนดรูปร่างของอนุภาคกราไฟต์ทรงกลม โดยการควบคุมปัจจัยสำคัญเหล่านี้อย่างระมัดระวัง ทำให้สามารถปรับกระบวนการเตรียมให้เหมาะสมที่สุดและผลิตกราไฟต์ทรงกลมคุณภาพสูงที่มีรูปร่างของอนุภาคตามต้องการสำหรับการใช้งานต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว
ผงวิเศษ
Epic Powder มีประสบการณ์การทำงานในอุตสาหกรรมผงละเอียดมากว่า 20 ปี ส่งเสริมการพัฒนาผงละเอียดมากในอนาคตอย่างแข็งขัน โดยเน้นที่กระบวนการบด การบด การจำแนก และการปรับเปลี่ยนผงละเอียดมาก ติดต่อเราเพื่อขอรับคำปรึกษาฟรีและโซลูชันที่ปรับแต่งได้! ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราทุ่มเทเพื่อจัดหาผลิตภัณฑ์และบริการคุณภาพสูงเพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับการแปรรูปผงของคุณ Epic Powder—ผู้เชี่ยวชาญด้านการแปรรูปผงที่คุณวางใจได้!