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
In addition to natural flake graphite, researchers have developed artificial spherical graphite. For example, graphite electrode cutting waste—after clean processing—is used as raw material. A novel wet-phase pressurized coating–granulation method, combined with box furnace carbonization, enables low-cost, high-quality, eco-friendly production. This process yields artificial spherical graphite anodes with a core–shell structure.
บทสรุป
In summary, the preparation of spherical graphite with desirable particle morphology is a complex process influenced by multiple factors. The characteristics of the graphite raw material, including its crystal structure and purity, lay the foundation for the final particle shape. The preparation process parameters, such as grinding method, time, and intensity, heat treatment temperature, heating rate, holding time, and chemical treatment with oxidizing agents and surfactants, all interact to determine the morphology of the spherical graphite particles. By carefully controlling these key factors, it is possible to optimize the preparation process and produce high – quality spherical graphite with the desired particle morphology for various applications, particularly in the rapidly developing field of lithium – ion batteries.
ผงวิเศษ
Epic Powder มีประสบการณ์การทำงานในอุตสาหกรรมผงละเอียดมากว่า 20 ปี ส่งเสริมการพัฒนาผงละเอียดมากในอนาคตอย่างแข็งขัน โดยเน้นที่กระบวนการบด การบด การจำแนก และการปรับเปลี่ยนผงละเอียดมาก ติดต่อเราเพื่อขอรับคำปรึกษาฟรีและโซลูชันที่ปรับแต่งได้! ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราทุ่มเทเพื่อจัดหาผลิตภัณฑ์และบริการคุณภาพสูงเพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับการแปรรูปผงของคุณ Epic Powder—ผู้เชี่ยวชาญด้านการแปรรูปผงที่คุณวางใจได้!