Norint patenkinti naujos kartos didelio našumo ličio jonų akumuliatorių poreikius, grafitizuotam naftos koksui reikia patobulinti gamybos procesų spartą, ciklo stabilumą, žemos temperatūros savybes, konstrukcinį stiprumą, pradinį efektyvumą ir ekonomiškumą. Konkreti analizė yra tokia:
I. Greičio našumo ir ciklo stabilumo gerinimas
Problema: Įkrovimo ir iškrovimo procesų metu ličio jonų įterpimas ir ištraukimas iš grafitizuoto naftos kokso gali sukelti grafito sluoksnių išsiplėtimą ir susitraukimą. Ilgalaikio ciklavimo metu tai gali sukelti struktūrinius pažeidimus, turinčius įtakos ciklo stabilumui. Tobulinimo kryptys:
- Dalelių struktūros pertvarkymas: pasirinkite tinkamus adatinio kokso pirmtakus ir naudokite lengvai grafitizuojamas medžiagas, tokias kaip pikis, kaip anglies šaltinius rišamosioms medžiagoms. Apdorojant šias medžiagas rotacinėje krosnyje, kelias adatinio kokso daleles galima sujungti, kad susidarytų tinkamo dydžio antrinės dalelės, o po to grafitizuoti. Šis metodas efektyviai sumažina medžiagos kristalito orientacijos indeksą (OI vertę) ir pagerina ličio jonų difuzijos kelią, taip pagerindamas spartos charakteristikas.
- Paviršiaus dangos modifikavimas: grafitizuotą naftos koksą galima padengti tokiomis medžiagomis kaip amorfinė anglis, metalo oksidai arba polimerai, kad būtų sukurtos „šerdies-apvalkalo“ struktūros dalelės. Dangos sluoksnis gali izoliuoti tiesioginį kontaktą su elektrolitu, sumažinti paviršiaus aktyviųjų vietų skaičių, sumažinti savitąjį paviršiaus plotą ir tuo pačiu metu pagerinti ličio jonų įterpimo ir difuzijos galimybes, taip pagerinant ciklo stabilumą.
II. Žemos temperatūros našumo gerinimas
Problema: Žemos temperatūros aplinkoje ličio jonų difuzijos greitis grafitizuotame naftos kokse sumažėja, todėl sumažėja akumuliatoriaus veikimas. Tobulinimo kryptys:
- Minkštos anglies legiravimas: Į grafito anodą įterpus tam tikrą minkštos anglies kiekį, galima pagerinti akumuliatoriaus įkrovimo našumą žemoje temperatūroje. Minkšta anglis turi amorfinę struktūrą su dideliais tarpais tarp sluoksnių ir geru suderinamumu su elektrolitu, todėl pasižymi puikiu veikimu žemoje temperatūroje. Tačiau legiravimo santykis turėtų būti kruopščiai kontroliuojamas, kad būtų subalansuotas veikimas žemoje temperatūroje ir ciklo trukmė.
- Elektrolitų sudėties optimizavimas: optimizuokite elektrolitų sudėtį pridėdami naujų priedų arba keisdami tirpiklio sudėtį, kad sumažintumėte elektrolito klampumą žemoje temperatūroje ir padidintumėte ličio jonų difuzijos greitį.
III. Konstrukcinio stiprumo ir stabilumo gerinimas
Problema: Labai grafitizuotos anglies medžiagos, nors ir turi didelę talpą ir stabilias įkrovimo-iškrovimo platformas, gali pasižymėti prastu cikliniu našumu ir veikimu žemoje temperatūroje. Tobulinimo kryptys:
- Grafitizacijos laipsnio valdymas: Grafitizacijos proceso metu grafitizacijos laipsnis turėtų būti kontroliuojamas, kad būtų išlaikytos kai kurios amorfinės struktūros tarp mikrokristalų, taip išlaikant tam tikrą struktūrinio stiprumo lygį.
- Nanostruktūrų pristatymas: sukonstruojant nanostruktūras arba porėtas struktūras, galima padidinti ličio jonų įterpimo ir ištraukimo kanalų skaičių, taip padidinant medžiagos struktūrinį stabilumą.
IV. Pradinio efektyvumo gerinimas ir sąnaudų mažinimas
Problema: Grafituotas naftos koksas, kaip anodo medžiaga, gali pasižymėti mažu pradiniu efektyvumu ir didelėmis gamybos sąnaudomis. Tobulinimo kryptys:
- Paviršiaus oksidacijos apdorojimas: grafitizuotą naftos koksą apdorokite stipriu oksidatoriaus tirpalu, kad oksiduotumėte ir pasyvuotumėte paviršiaus aktyviuosius potencialus ir redukuojančias funkcines grupes, taip pagerindami pradinį efektyvumą.
- Gamybos procesų optimizavimas: tobulinkite gamybos procesus, tokius kaip kalcinavimas ir grafitizavimas, siekiant sumažinti gamybos sąnaudas ir padidinti gamybos efektyvumą.
Įrašo laikas: 2025 m. spalio 16 d.