グラファイト負極は電気化学で一般的な負極材料であり、リチウムイオン電池の研究が重要な焦点となっています。グラファイト負極材料は充放電電圧が低く、安全で安価です。そのため、市販のリチウムイオン電池の主な負極となっています。しかし、溶媒との相性が悪く、高電流性能が制限されています。最初の充放電時に溶媒分子が共存すると、グラファイト層が剥がれる可能性があります。これにより、電極の耐用年数が大幅に短縮され、工業用途での大きなボトルネックとなっています。この問題を解決する主な方法は、表面を改質することです。表面改質により、電極の容量、効率、サイクル性能を向上させることができます。
At present, the surface modification of graphite negative electrode is mainly includes: mechanical ball milling, surface oxidation and halogenation, surface coating and element doping.
機械式ボールミル
機械的なボールミリングは、グラファイト負極の表面の構造と形態を物理的に変化させる方法です。表面積と接触面積を増やすことで、リチウムイオンの貯蔵と放出の効率が向上します。
粒子サイズを小さくする:
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.
関連機器
新しいフェーズを導入する
ボールミル処理中に、グラファイト粒子は機械的な力により相変化を起こす可能性があります。新しい相により、リチウム貯蔵サイトが増え、グラファイトのリチウム貯蔵容量が向上します。
多孔性を高める
ボールミル処理により、グラファイト粒子の表面に多数の微細孔と欠陥が生成されます。これらの細孔構造はリチウムイオンの高速チャネルとして機能し、リチウムイオンの拡散速度とバッテリーの充放電効率を向上させます。
表面酸化とハロゲン化
Oxidation and halogenation can improve the chemical properties of graphite anode materials at the interface.
表面酸化
表面酸化には通常、気相酸化と液相酸化が含まれます。
気相酸化とは、気固界面でのグラファイトと空気やCO2などの酸化剤との反応を指します。この反応により、グラファイト表面の活性点が減少し、初期の不可逆容量の損失が軽減されます。同時に、より多くのマイクロポアとナノポアが生成され、リチウムイオンの貯蔵スペースが増加し、可逆容量が向上し、グラファイト負極の性能が向上します。
液相酸化とは、グラファイトとHNO3、H2SO4、H2O2などの強力な化学酸化剤の溶液との反応を指し、この反応によりグラファイト負極の電気化学的特性を向上させることができます。
表面ハロゲン化
ハロゲン化処理により、天然黒鉛の表面にCF構造が形成され、黒鉛の構造安定性が向上し、サイクル中に黒鉛片が脱落するのを防ぐことができます。同時に、ハロゲン化処理により内部抵抗が減少し、容量が増加し、充放電性能が向上します。
表面コーティング
カーボン素材コーティング
グラファイトの外層に非晶質炭素をコーティングすることで、「コアシェル」構造の C/C 複合材料を作ることができ、溶媒とグラファイトの直接接触を避け、溶媒分子の共埋め込みによるグラファイト層の剥離を防ぐことができます。
金属およびその酸化物のコーティング
金属およびその酸化物のコーティングは、主にグラファイトの表面に金属または金属酸化物の層を堆積させることによって実現されます。
粉体改質関連機器
元素ドーピング
元素ドーピングとは、グラファイト材料に特定の金属または非金属を標的として追加または充填することを指します。この方法は、材料の微細構造を変更することでリチウムの挿入/抽出能力を向上させ、グラファイトのリチウム貯蔵容量とサイクル安定性を向上させることができます。
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.
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