Grunnþekking á neikvæðum rafskautsefnum - grafít efni

Grunnþekking á neikvæðum rafskautsefnum - grafít efni
Grafít er eitt af elstu kolefnis neikvæðu rafskautsefnum sem notuð eru í litíum - jón rafhlöður. Það hefur góða leiðni, mikla kristalla og góða lagskipt uppbyggingu. Það er mjög hentugt fyrir innsetningu/útdrátt litíumjóna til að mynda litíum - grafít millilandasambönd. Hleðslan - losun sértæk afkastageta getur náð meira en 300mA - h/g, hleðslan - losun skilvirkni er meira en 90%og óafturkræf afkastageta er minna en 50mA • h/g. Litíumútdráttarviðbrögðin í grafít eiga sér stað við um það bil 0 ~ 0,25V (á móti Li+/Li). Það hefur góða hleðslu - losað mögulegan vettvang og getur passað við mörg jákvæð rafskautsefni þar á meðal LIMN2O4. Meðalframleiðsluspenna rafhlöðunnar er mikil. Það er sem stendur mest notaða neikvæða rafskautsefnið fyrir litíum - jón rafhlöður. Grafít tilheyrir sexhyrndum kristalkerfinu. Kristallar þess eru samsettir úr sexhyrndum möskvaflugvélum sem samanstendur af kolefnisatómum og eru reglulega staflað. Það hefur lagskipt uppbyggingu.
Í hverju lagi er kolefnisatómum raðað í sexhyrning og hvert kolefnisatóm er samgildt tengt við þrjú aðliggjandi kolefnisatóm með SP2 blendinga sporbraut og rafeindirnar á eftirstöðum P sporbrautarforminu sem eftir er afmarkað. Sem stendur innihalda grafítið - kolefnisefni á markaðnum aðallega eftirfarandi flokka: mjög grafítískt mesófasa kolefnis örhöfða (MCMB), grafítaðar trefjar, gervi grafít og náttúrulegt grafít.

MCMB er með kúlulaga heildar lögun, háa staflaþéttleika, mjög skipað lagstöflunarbyggingu og tiltölulega stór litíum innbyggingargetu á rúmmál einingar. Það var fyrst þróað og framleitt af Osaka Gas Company í Japan og er notað sem neikvætt rafskautsefni fyrir litíum - jón rafhlöður. MCMB hefur slétt yfirborð og lítið sérstakt yfirborð, sem getur dregið úr atburði rafskautarviðbragða við hleðslu og losun, og þannig dregið úr getu taps á fyrsta hleðsluferlinu; Að auki er litli boltinn með lamellar uppbyggingu, sem er til þess fallinn að fella innbyggingu og de - innfellingu litíumjóna úr öllum áttum boltans, draga úr bólgu og hruni grafítblaða sem orsakast af óhóflegri anisotropy af grafítefnum og hefur þannig ákveðna hratt og hágæða gjöld og losunargetu. Mjög grafítað MCMB fæst með því að setja lífrænt efni í koltjöru á hitauppstreymi til að fá mesófasa kolefniskúlur, sem síðan eru hreinsaðar með útdrátt leysi og öðrum aðferðum og síðan hitameðhöndlaðir. Sem neikvætt rafskautsefni fyrir litíum - jón rafhlöður hefur MCMB mikil áhrif á afköst litíums innsetningar vegna hitastigs hitameðferðar og tíma. MCMB er eitt af helstu neikvæðu rafskautsefnunum sem nú eru notuð í löngum - lífinu lítið litíum - jón rafhlöður og rafhlöður, en helstu vandamál þess eru lítil sérstök afkastageta og hátt verð.

Til viðbótar við MCMB eru til aðrar tegundir af gervi grafít úr grafítuðu kolefni. Gufu - sett grafít trefjar er grafítað trefjarefni með pípulaga holri uppbyggingu. Sem neikvætt rafskautsefni fyrir litíum - jón rafhlöður, hefur það losunartækni meira en 320mA - h/g og upphafshleðslu og losunarvirkni 93%. Í samanburði við önnur kolefnis- eða grafít neikvæð rafskautsefni, litíum - jón rafhlöður með gufu - settar grafít trefjar sem neikvætt rafskaut hefur meiri framúrskarandi stóra straumhleðslu og afköst með lágum hitastigi og lengri hringrásarlífi. Hins vegar, vegna flókins undirbúningsferlis gas - fasa setti grafít trefjarefni og háan efniskostnað, er stórt - mælikvarða notkun í litíum - jón rafhlöður háð ákveðnum takmörkunum. Gervi grafít framleitt með lyfjamisnotkun, aðlögun burðarvirkni eða yfirborðsbreytingu á auðveldlega grafítaðri kolefni eins og jarðolíu kók og hátt - Hitastig grafítunarmeðferð hefur góða afköst og verð lægra en MCMB. Sem stendur hafa Japan og önnur lönd hafið raunverulega framleiðslu og notkun. Það eru líka margir ókostir grafíts sem neikvæðar rafskaut, svo sem: SEI filmu myndast meðan á hleðslu- og losunarlotunni stendur, sem veldur stækkun fylkis og tap á afkastagetu, en veldur því að grafítlagið afhýðir og dregur úr lífi; Grafít efni hefur lélega eindrægni við PC leysi; Li* er aðeins hægt að fella inn og draga út úr flögurmörkum, og vegna litlu innbyggingar/útdráttarviðbragðs svæðisins og langs dreifingarstígs er það ekki hentugur fyrir stóra straumhleðslu og losun; Hitastig grafíthitameðferðarinnar þarf venjulega að vera yfir 2000C, sem eykur framleiðslukostnaðinn; Þegar möguleikinn nær 0V eða lægri er hægt að setja málm litíum á grafít rafskautið. Vegna ofangreindra galla óbreytts grafíts er breytt grafít mikið notað í reynd. Meðal þeirra eru yfirborðshúð, efnafræðileg breyting og kúlulaga helstu meðferðaraðferðir um þessar mundir. Yfirborðshúð felur í sér lífræna húðun og ólífræna húðun og efnafræðileg breyting felur aðallega í sér oxun, minnkun og efnafræðilega breytingu á yfirborði.