Có rất nhiều chỉ số kỹ thuật của vật liệu điện cực âm than chì, và rất khó để xem xét hết, chủ yếu bao gồm diện tích bề mặt riêng, phân bố kích thước hạt, mật độ nén, mật độ nén chặt, mật độ thực, dung lượng riêng khi sạc và xả lần đầu, hiệu suất lần đầu, v.v. Ngoài ra, còn có các chỉ số điện hóa như hiệu suất chu kỳ, hiệu suất tốc độ, độ giãn nở, v.v. Vậy, các chỉ số hiệu suất của vật liệu điện cực âm than chì là gì? Nội dung sau đây được giới thiệu đến bạn bởi HCMilling (Guilin Hongcheng), nhà sản xuất của...vật liệu anot máy nghiền.

01 diện tích bề mặt riêng

Chỉ số này đề cập đến diện tích bề mặt của một vật thể trên mỗi đơn vị khối lượng. Hạt càng nhỏ thì diện tích bề mặt riêng càng lớn.

Điện cực âm với các hạt nhỏ và diện tích bề mặt riêng lớn có nhiều kênh và đường dẫn ngắn hơn cho sự di chuyển của ion liti, và hiệu suất tốc độ tốt hơn. Tuy nhiên, do diện tích tiếp xúc lớn với chất điện giải, diện tích hình thành màng SEI cũng lớn, và hiệu suất ban đầu cũng sẽ thấp hơn. Mặt khác, các hạt lớn hơn có ưu điểm là mật độ nén cao hơn.

Diện tích bề mặt riêng của vật liệu điện cực anot than chì tốt nhất nên nhỏ hơn 5m2/g.

02 Phân bố kích thước hạt

Ảnh hưởng của kích thước hạt vật liệu điện cực anot than chì đến hiệu suất điện hóa của nó là kích thước hạt của vật liệu anot sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ nén và diện tích bề mặt riêng của vật liệu.

Kích thước của mật độ hạt nén sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến mật độ năng lượng thể tích của vật liệu, và chỉ có sự phân bố kích thước hạt phù hợp mới có thể tối đa hóa hiệu suất của vật liệu.

03 Mật độ đập

Mật độ nén là khối lượng trên một đơn vị thể tích được đo bằng độ rung khiến bột có dạng đóng gói tương đối chặt. Đây là một chỉ số quan trọng để đánh giá vật liệu hoạt tính. Thể tích của pin lithium-ion bị giới hạn. Nếu mật độ nén cao, vật liệu hoạt tính trên một đơn vị thể tích có khối lượng lớn, và dung tích cao.

04 Mật độ nén

Mật độ nén chủ yếu dành cho phôi cực, đề cập đến mật độ sau khi cán, sau khi vật liệu hoạt tính của điện cực âm và chất kết dính được tạo thành phôi cực, mật độ nén = mật độ diện tích / (độ dày của phôi cực sau khi cán trừ đi độ dày của lá đồng).

Mật độ nén có liên quan mật thiết đến dung lượng riêng của tấm, hiệu suất, điện trở trong và hiệu năng chu kỳ của pin.

Các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ nén chặt bao gồm kích thước hạt, sự phân bố và hình thái hạt đều có tác động.

05 Mật độ thực

Khối lượng chất rắn trên một đơn vị thể tích của vật liệu ở trạng thái đặc tuyệt đối (không bao gồm các khoảng trống bên trong).

Vì khối lượng riêng thực được đo ở trạng thái nén chặt, nên nó sẽ cao hơn khối lượng riêng sau khi nén. Nói chung, khối lượng riêng thực > khối lượng riêng sau khi nén chặt > khối lượng riêng sau khi nén.

06 Dung lượng sạc và xả riêng biệt lần đầu

Vật liệu anot than chì có dung lượng không thể phục hồi trong chu kỳ sạc-xả ban đầu. Trong quá trình sạc đầu tiên của pin lithium-ion, bề mặt vật liệu anot được xen kẽ bởi các ion liti và các phân tử dung môi trong chất điện giải cũng được xen kẽ, và bề mặt vật liệu anot bị phân hủy để tạo thành lớp màng thụ động SEI. Chỉ sau khi bề mặt điện cực âm được bao phủ hoàn toàn bởi lớp màng SEI, các phân tử dung môi không thể xen kẽ nữa và phản ứng dừng lại. Sự hình thành lớp màng SEI tiêu thụ một phần ion liti, và phần ion liti này không thể được chiết xuất khỏi bề mặt điện cực âm trong quá trình xả, do đó gây ra sự mất dung lượng không thể phục hồi, làm giảm dung lượng riêng của lần xả đầu tiên.

07 Hiệu suất Coulomb thứ nhất

Một chỉ số quan trọng để đánh giá hiệu suất của vật liệu điện cực dương là hiệu suất sạc-xả đầu tiên, còn được gọi là hiệu suất Coulomb đầu tiên. Lần đầu tiên, hiệu suất Coulomb trực tiếp xác định hiệu suất của vật liệu điện cực.

Vì màng SEI chủ yếu được hình thành trên bề mặt vật liệu điện cực, diện tích bề mặt riêng của vật liệu điện cực ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích hình thành màng SEI. Diện tích bề mặt riêng càng lớn, diện tích tiếp xúc với chất điện giải càng lớn và diện tích hình thành màng SEI càng rộng.

Người ta thường cho rằng việc hình thành lớp màng SEI ổn định có lợi cho quá trình sạc và xả pin, còn lớp màng SEI không ổn định lại không thuận lợi cho phản ứng, nó sẽ liên tục tiêu thụ chất điện giải, làm dày lớp màng SEI và tăng điện trở trong.

Hiệu suất chu kỳ 08

Hiệu suất chu kỳ của pin đề cập đến số lần sạc và xả mà pin trải qua trong một chế độ sạc và xả nhất định khi dung lượng pin giảm xuống một giá trị xác định. Về hiệu suất chu kỳ, lớp màng SEI sẽ cản trở sự khuếch tán của các ion lithium ở một mức độ nhất định. Khi số chu kỳ tăng lên, lớp màng SEI sẽ tiếp tục bong tróc, lắng đọng trên bề mặt điện cực âm, dẫn đến sự tăng dần điện trở trong của điện cực âm, gây tích tụ nhiệt và làm giảm dung lượng.

09 Mở rộng

Có mối tương quan thuận giữa sự giãn nở và tuổi thọ chu kỳ. Sau khi điện cực âm giãn nở, thứ nhất, lõi cuộn dây sẽ bị biến dạng, các hạt điện cực âm sẽ hình thành các vết nứt nhỏ, màng SEI sẽ bị phá vỡ và tái cấu trúc, chất điện giải sẽ bị tiêu hao, và hiệu suất chu kỳ sẽ bị suy giảm; thứ hai, màng ngăn sẽ bị ép. Áp lực, đặc biệt là sự ép nén màng ngăn ở cạnh vuông góc của tai cực, rất nghiêm trọng, và dễ gây ra hiện tượng đoản mạch nhỏ hoặc kết tủa lithium kim loại vi mô khi chu kỳ sạc-xả diễn ra.

Về phần sự giãn nở, các ion liti sẽ được nhúng vào khoảng trống giữa các lớp graphit trong quá trình xen kẽ graphit, dẫn đến sự giãn nở của khoảng trống giữa các lớp và tăng thể tích. Phần giãn nở này là không thể đảo ngược. Mức độ giãn nở có liên quan đến mức độ định hướng của điện cực âm, mức độ định hướng = I004/I110, có thể được tính toán từ dữ liệu XRD. Vật liệu graphit dị hướng có xu hướng giãn nở mạng tinh thể theo cùng một hướng (hướng trục C của tinh thể graphit) trong quá trình xen kẽ liti, điều này sẽ dẫn đến sự giãn nở thể tích lớn hơn của pin.

10Đánh giá hiệu suất

Sự khuếch tán của các ion liti trong vật liệu điện cực âm graphit có tính định hướng mạnh, nghĩa là chúng chỉ có thể được đưa vào theo hướng vuông góc với mặt cuối của trục C của tinh thể graphit. Các vật liệu điện cực âm có kích thước hạt nhỏ và diện tích bề mặt riêng lớn hơn sẽ có hiệu suất tốc độ tốt hơn. Ngoài ra, điện trở bề mặt điện cực (do màng SEI) và độ dẫn điện của điện cực cũng ảnh hưởng đến hiệu suất tốc độ.

Tương tự như tuổi thọ chu kỳ và sự giãn nở, điện cực âm đẳng hướng có nhiều kênh vận chuyển ion liti, giải quyết được vấn đề ít lối vào và tốc độ khuếch tán thấp trong cấu trúc dị hướng. Hầu hết các vật liệu đều sử dụng các công nghệ như tạo hạt và phủ để cải thiện hiệu suất tốc độ của chúng.

HCMilling (Guilin Hongcheng) là nhà sản xuất máy nghiền vật liệu anot.Dòng HLMXvật liệu anot siêu- máy nghiền đứng tinh xảo, HCHvật liệu anot máy xay siêu mịnMáy nghiền than chì khác do chúng tôi sản xuất đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất vật liệu anot than chì. Nếu quý khách có nhu cầu tương tự, vui lòng liên hệ với chúng tôi để biết thêm chi tiết về thiết bị và cung cấp các thông tin sau:

Tên nguyên liệu thô

Độ mịn của sản phẩm (lưới/μm)

công suất (tấn/giờ)