Aplicação de pó de grafite em eletrodo negativo de bateria de íon de lítio

As baterias de lítio são a terceira geração de pequenas baterias, depois das baterias de níquel-estanho e níquel-hidrogênio. Como um novo tipo de fonte de energia química, tem as vantagens de alta tensão de trabalho, grande energia específica, curva de potencial de descarga plana e estável, pequena auto-descarga, ciclo de vida longo, bom desempenho de baixa temperatura, sem memória e sem poluição. As baterias de lítio podem atender aos requisitos duplos das pessoas para baterias portáteis, que são pequenas e leves, e são muito benéficas para a proteção ambiental. Eles são amplamente utilizados em pequenos dispositivos eletrônicos, como comunicações móveis, notebooks, câmeras, etc., e também são ferramentas de alimentação AC ideais no futuro. Entre os materiais da bateria de iões de lítio, o material do cátodo é a chave para determinar a energia da bateria. O pó de grafite tem baixo potencial de intercalação, excelente capacidade de intercalação e plataforma de tensão plana, e é um bom material catódico para baterias de íon-lítio.

Entenda pó de grafite

O pó de grafite é rico em fontes e baixo preço, ePó de grafite OEMTem sido amplamente utilizado em materiais catódicos de bateria de iões de lítio comercial. Após a modificação, tem excelente qualidade e forte competitividade no mercado. Como um material de grafite com alta cristalinidade, o tamanho das partículas do pó de grafite afeta diretamente a área de superfície específica do eletrodo e a proporção do carbono da borda, e tem uma grande influência na capacidade específica irreversível da primeira carga. No entanto, os efeitos dos parâmetros físicos iniciais no desempenho dos materiais do ânodo raramente são relatados.

Pó de grafite no eletrodo negativo da bateria de iões de lítio

O aumento do tamanho das partículas de grafite é benéfico para reduzir a perda de capacidade irreversível da primeira carga e descarga. No entanto, devido ao longo caminho de difusão de íons de lítio no pó de grafite de grande tamanho de partícula, a resistência dinâmica da difusão é grande e a polarização do ânodo aumenta. A superfície de contato entre as partículas de pó é reduzida e a condutividade do elétron é reduzida. Esses fatores afetam a energia do ciclo à medida que o número de ciclos aumenta. À medida que o número de ciclos aumenta, a tolerância aumenta e a energia do ciclo piora.

Com base nas razões acima, o uso de materiais de grafite de tamanho médio é benéfico para obter um melhor desempenho eletroquímico abrangente. Tomando o SG 18 como exemplo, sua faixa de distribuição de tamanho de partícula é ligeiramente mais ampla, portanto, há uma certa quantidade de empacotamento de pó menor entre as partículas de grafite maiores. A área de contato entre as partículas reduz a resistência interna e aumenta a condutividade eletrônica.

O tamanho de partícula e distribuição dePó de grafite a granelTêm um impacto maior na capacidade inicial de carga-descarga das baterias de íon-lítio, mas têm menos impacto na eficiência inicial. O pó de grafite natural com tamanho de partícula menor tem uma capacidade de carga inicial maior, mas sua irreversibilidade também é maior. Grafite natural de tamanho médio tem uma maior eficiência inicial. Com o aumento do tamanho das partículas, a primeira capacidade de carga-descarga diminui. A capacidade irreversível de pó de grafite com tamanho de partícula menor aumenta. Quando o tamanho da célula é de 16 a 18 Ds e a distribuição do tamanho das partículas é mais concentrada, a bateria tem melhor capacidade de descarga inicial e eficiência primária.