Umjetni grafit se obično koristi za dodavanje ugljika u kastingu, a njegova stopa apsorpcije značajna je briga za kupce. Prilikom donošenja odluka, livnice obično razmatraju stopu apsorpcije umjetnog grafita, što može dovesti do nekih utjecaja na troškove. Ključni faktori koji utječu na stopu apsorpcije umjetnog grafita uključuju sljedeće aspekte:
Stupanj grafitizacije: Grafitizacija tretirana na visokim temperaturama čini ugljikovske atome rednijom i formira redovnu slojevitu strukturu. Visok stupanj grafitizacije omogućava glatki kanali za umetanje / ekstrakciju litijum-jona, poboljšava reverzibilni kapacitet (stopa apsorpcije) i performanse brzine; Niska grafitizacija dovodi do smanjenog kapaciteta i povećane polarizacije zbog strukturnog poremećaja.
Veličina čestica i veličine čestica: Umjetni grafit s malom veličinom čestica skraćuje litijum-jonsku difuziju i poboljšava performanse brzine, ali povećanje specifičnog površine može pogoršati bočne reakcije. Umjetni grafit s velikom velikom česticama ima dobru strukturnu stabilnost, ali dug put ionske difuzije je dugačak, što utiče na brzu sposobnost punjenja.
Uska distribucija osigurava uniformnost elektrohemijske reakcije; Široka distribucija može prouzrokovati lokalnu preplaću / predodređivanje, utječući na ukupnu efikasnost apsorpcije.
Porežna struktura: odgovarajuća količina mesopora (2-50 Nm) pruža ionske transportne kanale, dok mikropore (<2 nm) may hinder diffusion. High SSA can increase reactive sites, but it will aggravate electrolyte decomposition, form an overly thick SEI film, consume active lithium, and reduce the first coulombic efficiency and cycle life. It can be controlled by balancing ion channels and side reactions, usually controlled at 1-5 m²/g.
Površinsko hemijsko stanje: površinski kisik - koji sadrže grupe (poput - oh, - Cooh) može nepovratno vezati litijumske jone; Odoredi od metala (FE, CO, itd.) Kataliziraju bočne reakcije i smanjuju efikasnu brzinu apsorpcije. Karbonski premaz (poput amorfnog ugljenika) može poboljšati provodljivost, inhibirati reakcije sa elektrolitama i poboljšati stabilnost sučelja.
Kompaktna gustina: Visoka zbijanje povećava volumetrijsku gustoću energije baterije, ali prekomjerna zbijanja će uništiti strukturu pora, ometaju se infiltraciju elektrolita i ionskog transporta i smanjite efikasnu brzinu apsorpcije. Može se optimizirati između učinkovitosti za gustoću energije i ionske transporta (obično 1,5-1,7 g / cm³).
Provodni agent i vezivo: Da bi se osigurao elektronički put (poput ugljičnog crnog, CNTS-a), nedovoljno dodavanje će dovesti do lokalne polarizacije i smanjiti efikasnost apsorpcije. Istovremeno, vezivo će utjecati na stabilnost strukture elektrode (poput SBR / CMC ili PVDF), a inferiorni veziri su lako pasti i uništavaju provodnu mrežu.
Podudaranje elektrolita: otapala i aditivi, kao što su etilen karbonat (EC), doprinose formiranju stabilnog SEI filma. I aditivi (poput FEC-a, VC) mogu optimizirati SEI sastav i smanjiti sporedne reakcije. I koncentracija litijumske soli, elektrolit visoke koncentracije može poboljšati stabilnost, ali povećana viskoznost utječe na vernost.
Stoga je litijum-jonska stopa apsorpcije umjetnog grafita rezultat sinergističkog učinka svoje mikrostrukture, grafitizacijskog stepena, pore, veličine čestica, površinske hemije, makrostrukture elektrode, gustoće sabijanja i formulacije i elektrolita.
