Grafitizuoto naftos kokso indekso reikalavimai skirtingose taikymo srityse labai skiriasi. Ličio jonų akumuliatorių anodų medžiagų srityje daugiausia dėmesio skiriama elektrocheminėms savybėms, dalelių dydžio pasiskirstymui, savitajam paviršiaus plotui ir grynumo kontrolei. Priešingai, elektrodų strypų (pvz., grafito elektrodų) srityje didesnė reikšmė teikiama laidumui, mechaniniam stiprumui, terminiam stabilumui ir pelenų kiekio kontrolei. Išsamesnė analizė pateikta toliau:
I. Ličio jonų akumuliatoriaus anodo medžiagos laukas
- Elektrocheminis našumas kaip pagrindinis rodiklis
Pradinė įkrovimo/iškrovimo savitoji talpa: Kad būtų užtikrintas akumuliatoriaus energijos tankis, ji turi siekti ≥350,0 mAh/g (Nacionalinis standartas GB/T 24533-2019). Pradinis kuloninis efektyvumas: ≥92,6 % reikalavimas atspindi medžiagos grįžtamosios talpos dalį pirmojo ciklo metu. Kristalinės struktūros parametrai: (002) plokštumos atstumas (d002) kontroliuojamas rentgeno spindulių difrakcijos (XRD) bandymais, siekiant optimizuoti grafitizacijos laipsnį, sumažinti gardelės defektus ir padidinti elektronų judrumą. 2. Dalelių dydžio pasiskirstymas ir savitasis paviršiaus plotas
Dalelių dydžio pasiskirstymas: norint optimizuoti akumuliatorių suspensijos paruošimo procesą ir tūrinį energijos tankį, reikia kontroliuoti vidutinį dalelių dydį (D50) ir pasiskirstymo plotį. Mažos dalelės, užpildančios didelių dalelių ertmes, gali pagerinti tankinimo tankį. Savitasis paviršiaus plotas: reikia rasti pusiausvyrą tarp reakcijos aktyvumo ir pradinio talpos praradimo. Per didelis savitasis paviršiaus plotas padidina rišiklio sunaudojimą ir vidinę varžą, o nepakankamas savitasis paviršiaus plotas riboja ličio jonų deinterkaliacijos efektyvumą. 3. Grynumo ir priemaišų kontrolė
Fiksuotas anglies kiekis: Siekiant sumažinti neaktyvių komponentų poveikį elektrocheminiam našumui, būtinas ≥99,5 % reikalavimas. Drėgmė ir pH vertė: reikalinga griežta kontrolė, siekiant išvengti medžiagos drėgmės absorbcijos ar reakcijų su elektrolitu, kurios gali turėti įtakos suspensijos paruošimo proceso stabilumui.
II. Elektrodo strypo (pvz., grafito elektrodo) laukas
- Laidumas ir mechaninis stiprumas
Varža: ji turi būti ne mažesnė kaip μΩ·m, kad sumažėtų energijos nuostoliai naudojant elektrodą. Lenkimo stipris: didelis lenkimo stipris reikalingas norint atlaikyti mechaninį įtempį naudojimo metu ir išvengti lūžių. Tamprumo modulis: būtina pusiausvyra tarp standumo ir tvirtumo, kad būtų išvengta įtrūkimų dėl terminio smūgio ar mechaninės vibracijos. 2. Terminis stabilumas ir atsparumas oksidacijai
Šiluminio plėtimosi koeficientas: Jis turi būti mažas, kad būtų kuo labiau sumažinti matmenų pokyčiai aukštoje temperatūroje ir išvengta blogo elektrodo ir krosnies įkrovos kontakto. Pelenų kiekis: Jis turi būti ≤0,5 %, kad sumažėtų priemaišų poveikis elektrodo atsparumui oksidacijai. Pelenuose esantys metaliniai elementai gali pagreitinti elektrodo oksidaciją ir sutrumpinti jo tarnavimo laiką. 3. Gamybos proceso pritaikomumas
Tūrinis tankis: Didelis tūrinis tankis būtinas norint padidinti elektrodų kompaktiškumą, pagerinti laidumą ir atsparumą oksidacijai. Impregnavimo ir grafitinimo procesas: Norint pagerinti kristalų tvarkingumą ir sumažinti varžą, reikalingas daugkartinis impregnavimas ir grafitizavimas aukštoje temperatūroje (≥2800 °C).
III. Rodiklių prioritetizavimas pagal taikymo scenarijus Ličio jonų akumuliatorių anodų medžiagos: Jos turi atitikti didelio energijos tankio ir ilgo ciklo tarnavimo reikalavimus, todėl taikomi griežti elektrocheminio našumo, dalelių dydžio pasiskirstymo ir grynumo reikalavimai. Elektrodų strypai: Jie turi stabiliai veikti esant aukštai temperatūrai ir dideliam srovės tankiui, todėl didesnis dėmesys skiriamas laidumui, mechaniniam stiprumui ir terminiam stabilumui.
Įrašo laikas: 2025 m. spalio 15 d.