มีตัวชี้วัดทางเทคนิคมากมายสำหรับวัสดุแอโนดกราไฟต์ ซึ่งยากที่จะนำมาพิจารณาทั้งหมด โดยหลักๆ แล้วได้แก่ พื้นที่ผิวจำเพาะ การกระจายขนาดอนุภาค ความหนาแน่นจากการอัด ความหนาแน่นที่แท้จริง ความจุจำเพาะในการชาร์จและคายประจุครั้งแรก ประสิทธิภาพครั้งแรก เป็นต้น นอกจากนี้ยังมีตัวชี้วัดทางเคมีไฟฟ้า เช่น ประสิทธิภาพการทำงานในแต่ละรอบ ประสิทธิภาพการทำงานที่อัตราต่างๆ การบวมตัว เป็นต้น ดังนั้น ตัวชี้วัดประสิทธิภาพของวัสดุแอโนดกราไฟต์มีอะไรบ้าง เนื้อหาต่อไปนี้จะนำเสนอโดย HCMilling (Guilin Hongcheng) ผู้ผลิตวัสดุดังกล่าววัสดุแอโนด เครื่องบด.

01 พื้นที่ผิวจำเพาะ

หมายถึงพื้นที่ผิวของวัตถุต่อหน่วยมวล ยิ่งอนุภาคมีขนาดเล็ก พื้นที่ผิวจำเพาะก็จะยิ่งมาก

ขั้วลบที่มีอนุภาคขนาดเล็กและพื้นที่ผิวจำเพาะสูงจะมีช่องทางและเส้นทางการเคลื่อนที่ของลิเธียมไอออนที่สั้นกว่า และประสิทธิภาพด้านอัตราการคายประจุจะดีกว่า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากพื้นที่สัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์มีขนาดใหญ่ พื้นที่สำหรับการก่อตัวของฟิล์ม SEI จึงมีขนาดใหญ่เช่นกัน และประสิทธิภาพเริ่มต้นก็จะลดลง ในทางกลับกัน อนุภาคขนาดใหญ่มีข้อดีคือมีความหนาแน่นในการอัดตัวสูงกว่า

โดยทั่วไปแล้ว พื้นที่ผิวจำเพาะของวัสดุแอโนดกราไฟต์ควรน้อยกว่า 5 ตารางเมตรต่อกรัม

02 การกระจายขนาดอนุภาค

อิทธิพลของขนาดอนุภาคของวัสดุแอโนดกราไฟต์ต่อประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าคือ ขนาดอนุภาคของวัสดุแอโนดจะส่งผลโดยตรงต่อความหนาแน่นของวัสดุและพื้นที่ผิวจำเพาะของวัสดุ

ขนาดของความหนาแน่นจากการอัดขึ้นรูปจะส่งผลโดยตรงต่อความหนาแน่นของพลังงานต่อปริมาตรของวัสดุ และการกระจายขนาดอนุภาคที่เหมาะสมเท่านั้นที่จะสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุให้สูงสุดได้

03 ความหนาแน่นของการเคาะ

ความหนาแน่นจากการอัด (Tap density) คือมวลต่อปริมาตรที่วัดได้จากการสั่นสะเทือนที่ทำให้ผงแป้งอัดแน่นเป็นรูปทรงที่ค่อนข้างแน่น เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญในการวัดปริมาณวัสดุออกฤทธิ์ เนื่องจากปริมาตรของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีจำกัด ถ้าความหนาแน่นจากการอัดสูง หมายความว่าวัสดุออกฤทธิ์ต่อปริมาตรจะมีมวลมาก และความจุต่อปริมาตรก็จะสูงด้วย

04 ความหนาแน่นของการบดอัด

ความหนาแน่นของการอัดขึ้นรูปส่วนใหญ่ใช้กับชิ้นส่วนขั้วแม่เหล็ก ซึ่งหมายถึงความหนาแน่นหลังจากการรีดขึ้นรูปวัสดุแอคทีฟขั้วลบและสารยึดเกาะให้เป็นชิ้นส่วนขั้วแม่เหล็ก โดยความหนาแน่นของการอัดขึ้นรูป = ความหนาแน่นต่อพื้นที่ / (ความหนาของชิ้นส่วนขั้วแม่เหล็กหลังการรีดขึ้นรูป ลบด้วยความหนาของแผ่นฟอยล์ทองแดง)

ความหนาแน่นของการอัดแน่นมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความจุจำเพาะของแผ่น ประสิทธิภาพ ความต้านทานภายใน และประสิทธิภาพการทำงานของแบตเตอรี่ในแต่ละรอบ

ปัจจัยที่มีผลต่อความหนาแน่นของการอัดแน่น ได้แก่ ขนาดอนุภาค การกระจายตัว และรูปร่างของอนุภาค ล้วนมีผลกระทบทั้งสิ้น

05 ความหนาแน่นที่แท้จริง

น้ำหนักของมวลสารต่อหน่วยปริมาตรของวัสดุในสภาวะที่มีความหนาแน่นสมบูรณ์ (ไม่รวมช่องว่างภายใน)

เนื่องจากความหนาแน่นที่แท้จริงวัดในสภาวะที่อัดแน่น จึงจะสูงกว่าความหนาแน่นที่วัดได้จากการเคาะ โดยทั่วไปแล้ว ความหนาแน่นที่แท้จริง > ความหนาแน่นที่อัดแน่น > ความหนาแน่นที่วัดได้จากการเคาะ

06 ความจุจำเพาะในการชาร์จและการคายประจุครั้งแรก

วัสดุแอโนดกราไฟต์มีการสูญเสียความจุอย่างถาวรในรอบการชาร์จและการคายประจุครั้งแรก ในระหว่างกระบวนการชาร์จครั้งแรกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน พื้นผิวของวัสดุแอโนดจะถูกแทรกซึมด้วยไอออนลิเธียม และโมเลกุลของตัวทำละลายในอิเล็กโทรไลต์จะถูกแทรกซึมเข้าไปพร้อมกัน ทำให้พื้นผิวของวัสดุแอโนดสลายตัวและเกิดเป็นฟิล์ม SEI (Seated Elixirized Ion) ซึ่งเป็นฟิล์มป้องกัน เมื่อพื้นผิวของขั้วลบถูกปกคลุมด้วยฟิล์ม SEI อย่างสมบูรณ์แล้ว โมเลกุลของตัวทำละลายจะไม่สามารถแทรกซึมเข้าไปได้อีก และปฏิกิริยาจะหยุดลง การเกิดฟิล์ม SEI จะใช้ไอออนลิเธียมไปบางส่วน และไอออนลิเธียมส่วนนี้จะไม่สามารถถูกดึงออกจากพื้นผิวของขั้วลบได้ในระหว่างกระบวนการคายประจุ ทำให้เกิดการสูญเสียความจุอย่างถาวร ส่งผลให้ความจุจำเพาะของการคายประจุครั้งแรกลดลง

07 ประสิทธิภาพคูลอมบ์แรก

ตัวชี้วัดที่สำคัญในการประเมินประสิทธิภาพของวัสดุแอโนดคือประสิทธิภาพการชาร์จและการคายประจุครั้งแรก หรือที่เรียกว่าประสิทธิภาพคูลอมบ์ครั้งแรก เป็นครั้งแรกที่ประสิทธิภาพคูลอมบ์สามารถกำหนดประสิทธิภาพของวัสดุอิเล็กโทรดได้โดยตรง

เนื่องจากฟิล์ม SEI ส่วนใหญ่ก่อตัวบนพื้นผิวของวัสดุอิเล็กโทรด พื้นที่ผิวจำเพาะของวัสดุอิเล็กโทรดจึงส่งผลโดยตรงต่อพื้นที่การก่อตัวของฟิล์ม SEI ยิ่งพื้นที่ผิวจำเพาะมากเท่าใด พื้นที่สัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์ก็จะยิ่งมากขึ้น และพื้นที่สำหรับการก่อตัวของฟิล์ม SEI ก็จะยิ่งใหญ่ขึ้นเท่านั้น

โดยทั่วไปเชื่อกันว่าการก่อตัวของฟิล์ม SEI ที่เสถียรนั้นเป็นประโยชน์ต่อการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่ ในขณะที่ฟิล์ม SEI ที่ไม่เสถียรนั้นไม่เอื้อต่อปฏิกิริยา ซึ่งจะทำให้มีการใช้สารละลายอิเล็กโทรไลต์อย่างต่อเนื่อง ทำให้ความหนาของฟิล์ม SEI เพิ่มขึ้น และความต้านทานภายในเพิ่มขึ้น

08 ประสิทธิภาพรอบ

ประสิทธิภาพการใช้งานของแบตเตอรี่หมายถึงจำนวนครั้งของการชาร์จและการคายประจุที่แบตเตอรี่ได้รับภายใต้สภาวะการชาร์จและการคายประจุที่กำหนด จนกระทั่งความจุของแบตเตอรี่ลดลงถึงค่าที่ระบุ ในแง่ของประสิทธิภาพการใช้งาน ฟิล์ม SEI จะขัดขวางการแพร่กระจายของลิเธียมไอออนในระดับหนึ่ง เมื่อจำนวนรอบการใช้งานเพิ่มขึ้น ฟิล์ม SEI จะค่อยๆ หลุดลอกและสะสมบนพื้นผิวของขั้วลบ ส่งผลให้ความต้านทานภายในของขั้วลบเพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งนำไปสู่การสะสมความร้อนและการสูญเสียความจุ

09 การขยายตัว

มีความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างการขยายตัวและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ หลังจากขั้วลบขยายตัวแล้ว ประการแรก แกนขดลวดจะเสียรูป อนุภาคของขั้วลบจะเกิดรอยแตกขนาดเล็ก ฟิล์ม SEI จะแตกและเรียงตัวใหม่ สารละลายอิเล็กโทรไลต์จะถูกใช้ไป และประสิทธิภาพการใช้งานจะลดลง ประการที่สอง ไดอะแฟรมจะถูกบีบอัด แรงดัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการบีบอัดของไดอะแฟรมที่ขอบมุมฉากของขั้วแม่เหล็กนั้นรุนแรงมาก และอาจทำให้เกิดการลัดวงจรขนาดเล็กหรือการตกตะกอนของลิเธียมโลหะขนาดเล็กได้ง่ายเมื่อการชาร์จและการคายประจุดำเนินไป

ในส่วนของการขยายตัวนั้น ไอออนลิเธียมจะแทรกตัวเข้าไปในช่องว่างระหว่างชั้นของกราไฟต์ในระหว่างกระบวนการแทรกตัวของกราไฟต์ ส่งผลให้ช่องว่างระหว่างชั้นขยายตัวและปริมาตรเพิ่มขึ้น การขยายตัวส่วนนี้ไม่สามารถย้อนกลับได้ ปริมาณการขยายตัวเกี่ยวข้องกับระดับการวางแนวของขั้วลบ โดยระดับการวางแนว = I004/I110 ซึ่งสามารถคำนวณได้จากข้อมูล XRD วัสดุกราไฟต์แบบไม่เป็นเนื้อเดียวกันมีแนวโน้มที่จะเกิดการขยายตัวของโครงสร้างผลึกในทิศทางเดียวกัน (ทิศทางแกน C ของผลึกกราไฟต์) ในระหว่างกระบวนการแทรกตัวของลิเธียม ซึ่งจะส่งผลให้ปริมาตรของแบตเตอรี่ขยายตัวมากขึ้น

10ประเมินผลการปฏิบัติงาน

การแพร่กระจายของลิเธียมไอออนในวัสดุแอโนดกราไฟต์มีทิศทางที่ชัดเจน กล่าวคือ สามารถแทรกตัวได้เฉพาะในทิศทางตั้งฉากกับหน้าตัดของแกน C ของผลึกกราไฟต์เท่านั้น วัสดุแอโนดที่มีอนุภาคขนาดเล็กและพื้นที่ผิวจำเพาะสูงจะมีประสิทธิภาพด้านอัตราการคายประจุที่ดีกว่า นอกจากนี้ ความต้านทานของพื้นผิวอิเล็กโทรด (เนื่องจากฟิล์ม SEI) และการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรดก็ส่งผลต่อประสิทธิภาพด้านอัตราการคายประจุด้วย

เช่นเดียวกับอายุการใช้งานและการขยายตัว ขั้วลบแบบไอโซโทรปิกมีช่องทางการขนส่งไอออนลิเธียมจำนวนมาก ซึ่งช่วยแก้ปัญหาทางเข้าที่น้อยและอัตราการแพร่ที่ต่ำในโครงสร้างแบบแอนิโซโทรปิก วัสดุส่วนใหญ่ใช้เทคโนโลยีต่างๆ เช่น การบดละเอียดและการเคลือบเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพด้านอัตราการทำงาน

HCMilling (Guilin Hongcheng) เป็นผู้ผลิตเครื่องบดวัสดุแอโนดซีรีส์ HLMXวัสดุแอโนด สุดยอด-เครื่องบดแนวตั้งละเอียด, เอชเอชวัสดุแอโนด เครื่องบดละเอียดพิเศษและเครื่องบดกราไฟต์อื่นๆ ที่เราผลิตได้ถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตวัสดุกราไฟต์แอโนด หากท่านมีความต้องการที่เกี่ยวข้อง โปรดติดต่อเราเพื่อขอรายละเอียดเกี่ยวกับอุปกรณ์ และโปรดแจ้งข้อมูลต่อไปนี้ให้เราทราบ:

ชื่อวัตถุดิบ

ความละเอียดของผลิตภัณฑ์ (mesh/μm)

ความจุ (ตัน/ชั่วโมง)