Bahan anoda merupakan komponen inti dari baterai lithium-ion. Bahan ini menentukan kinerja laju baterai lithium-ion. Bahan ini juga memengaruhi efisiensi pengisian-pengosongan awal dan stabilitas siklus. Anoda grafit alami terbuat dari grafit serpihan alami. Prosesnya meliputi: penumpasan, membuat bulat, mengklasifikasikan, pemurnian, dan modifikasi permukaan. Mereka berbiaya rendah, berlimpah, aman, dan tidak beracun. Mereka juga menawarkan konduktivitas listrik yang baik. Di antara mereka, grafit bulat memiliki keunggulan konduktivitas yang baik, kristalinitas tinggi, biaya rendah, dll. Ia juga memiliki karakteristik potensi pengisian dan pengosongan yang rendah dan datar, siklus hidup yang panjang, dan perlindungan lingkungan yang hijau. Secara bertahap telah menjadi produk pengganti untuk bahan elektroda negatif yang digunakan dalam produksi baterai lithium-ion. Memahami faktor-faktor utama yang memengaruhi morfologi partikel selama persiapan grafit bulat sangat penting untuk mengoptimalkan proses persiapan dan memperoleh grafit bulat berkualitas tinggi.
Mengapa menggunakan grafit bulat?
Grafit alami memiliki konduktivitas yang baik, kristalinitas yang tinggi, dan struktur berlapis yang baik. Saat ini, grafit alami merupakan material elektroda negatif yang paling banyak digunakan untuk baterai lithium-ion. Elektroda negatif grafit umumnya menggunakan grafit serpihan alami, tetapi memiliki kelemahan sebagai berikut:
- Serbuk grafit serpihan memiliki luas permukaan spesifik yang besar, yang memiliki pengaruh besar terhadap efisiensi pengisian dan pengosongan awal elektroda negatif.
- Struktur grafit yang berlapis memungkinkan Li⁺ masuk hanya dari tepi dan berdifusi ke dalam.
Karena anisotropi grafit serpihan, difusi Li⁺ panjang dan tidak merata, sehingga menghasilkan kapasitas yang lebih rendah. - Jarak antarlapisan grafit yang kecil meningkatkan resistansi difusi Li⁺ dan menghasilkan kinerja laju yang buruk. Selama pengisian cepat, Li⁺ cenderung mengendap di permukaan, membentuk dendrit dan menimbulkan risiko keselamatan.
Untuk mengatasi masalah ini, grafit perlu dimodifikasi untuk mengoptimalkan kinerja anoda. Salah satu metode utama adalah sferisalisasi. Grafit alami yang sferis memiliki luas permukaan yang lebih rendah dan kerapatan tap yang lebih tinggi. Hal ini menghasilkan efisiensi Coulombik awal yang lebih tinggi, kapasitas reversibel yang lebih besar, dan stabilitas siklus yang lebih baik.
Cara mendapatkan grafit bulat
Grafit bulat biasanya diproduksi dari serpihan grafit alami berkualitas tinggi dan berkarbon tinggi. Teknik pemrosesan tingkat lanjut memodifikasi permukaan untuk menghasilkan grafit elips berbentuk bola dengan tingkat kehalusan yang bervariasi.
Grafit bulat diproduksi dengan menggiling grafit serpihan alami secara mekanis menjadi ukuran partikel yang sesuai menggunakan penggiling sarang lebah. Kemudian, aliran udara dari penggiling membulatkan tepinya untuk membentuk bentuk elips atau hampir bulat. Pengklasifikasi memisahkan partikel bulat dari serbuk halus yang terlepas selama pembulatan, menghasilkan grafit bulat yang terdistribusi normal.
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.
Kesimpulan
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.
Bubuk epik
Epic Powder, 20+ tahun pengalaman kerja di industri bubuk ultrafine. Secara aktif mempromosikan pengembangan bubuk ultra-fine di masa depan, dengan fokus pada proses penghancuran, penggilingan, pengklasifikasian, dan modifikasi bubuk ultra-fine. Hubungi kami untuk konsultasi gratis dan solusi yang disesuaikan! Tim ahli kami berdedikasi untuk menyediakan produk dan layanan berkualitas tinggi guna memaksimalkan nilai pemrosesan bubuk Anda. Epic Powder—Ahli Pemrosesan Bubuk Tepercaya Anda!