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.
At present, the surface modification of graphite negative electrode is mainly includes: mechanical ball milling, surface oxidation and halogenation, surface coating and element doping.
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:
Mechanical ball milling can significantly reduce the particle size of graphite particles. Smaller particle size is conducive to the rapid diffusion of lithium ions and improves the rate performance of the battery.
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
Oxidation and halogenation can improve the chemical properties of graphite anode materials at the interface.
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.
Surface modification technology improves the efficiency of storing and releasing lithium ions and the cycle performance of graphite negative electrodes, thereby improving the storage capacity. Qingdao Epic Powder Machinery Co., Ltd. is a professional powder equipment manufacturer. The products include: jet mills, ball mill, air classifiers and modifiers. Surface coating equipment from Qingdao Epic includes: pin- mill modifier, turbo- mill modifier, three-roller modifier and multi-rotor -mill modifier.
Если у вас есть какие-либо сопутствующие потребности или вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами. Циндао Эпик напрямую.