Yapay grafit tipik olarak dökümde karbon ilavesi için kullanılır ve emme oranı alıcılar için önemli bir endişe kaynağıdır. Karar verirken, dökümhaneler genellikle bazı maliyet etkilerine yol açabilecek yapay grafitin emilim oranını göz önünde bulundurur. Yapay grafitin emilim oranını etkileyen temel faktörler aşağıdaki yönleri içerir:
Grafitizasyon derecesi: Yüksek sıcaklıkta işlenen grafitizasyon, karbon atomlarını daha düzenli hale getirir ve düzenli katmanlı bir yapı oluşturur. Yüksek grafitizasyon derecesi, daha pürüzsüz lityum iyon yerleştirme/ekstraksiyon kanalları sağlar, geri dönüşümlü kapasiteyi (emme oranı) ve hız performansını iyileştirir; Düşük grafitizasyon, yapısal bozukluk nedeniyle kapasitenin azalmasına ve artan polarizasyona yol açar.
Parçacık boyutu ve parçacık boyutu dağılımı: Küçük bir parçacık boyutuna sahip yapay grafit, lityum iyon difüzyon yolunu kısaltır ve oran performansını iyileştirir, ancak belirli yüzey alanındaki artış yan reaksiyonları ağırlaştırabilir. Büyük bir parçacık boyutuna sahip yapay grafit, iyi yapısal stabiliteye sahiptir, ancak iyon difüzyon yolu uzundur, bu da hızlı şarj kabiliyetini etkiler.
Dar dağılım, elektrokimyasal reaksiyonun tekdüzeliğini sağlar; Geniş dağılım, genel absorpsiyon verimliliğini etkileyen lokal aşırı ücret/aşırı yüklenmeye neden olabilir.
Gözenek Yapısı: Uygun miktarda mezopor (2-50 nm) iyon taşıma kanalları sağlarken, mikroporlar (<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.
Yüzey Kimyasal Durumu: Yüzey Oksijeni - İçeren gruplar (- oh, - cooh gibi) geri dönüşü olmayan bir şekilde lityum iyonları bağlayabilir; Metal safsızlıklar (Fe, CO vb.) Yan reaksiyonları katalize eder ve etkili absorpsiyon oranını azaltır. Karbon kaplama (amorf karbon gibi) iletkenliği artırabilir, elektrolit yan reaksiyonlarını inhibe edebilir ve arayüz stabilitesini iyileştirebilir.
Sıkıştırılmış yoğunluk: Yüksek sıkıştırma, pilin hacimsel enerji yoğunluğunu arttırır, ancak aşırı sıkıştırma gözenek yapısını yok eder, elektrolit infiltrasyonunu ve iyon taşınmasını engeller ve etkili emme oranını azaltır. Enerji yoğunluğu ve iyon taşıma verimliliği arasında optimize edilebilir (genellikle 1.5-1.7 g/cm³).
İletken ajan ve bağlayıcı: Elektronik yolu (karbon siyahı, CNT'ler gibi) sağlamak için yetersiz ilave lokal polarizasyona yol açacak ve emilim verimliliğini azaltacaktır. Aynı zamanda, bağlayıcı elektrot yapısının (SBR/CMC veya PVDF gibi) stabilitesini etkiler ve alt bağlayıcıların düşmesi ve iletken ağı yok etmek kolaydır.
Elektrolit eşleştirme: Etilen karbonat (EC) gibi çözücüler ve katkı maddeleri, kararlı bir SEI filminin oluşumuna katkıda bulunur. Ve katkı maddeleri (FEC, VC gibi) SEI bileşimini optimize edebilir ve yan reaksiyonları azaltabilir. Ve lityum tuz konsantrasyonu, yüksek konsantrasyonlu elektrolit stabiliteyi artırabilir, ancak viskozite artan ıslaklığı etkiler.
Bu nedenle, yapay grafitin lityum iyon emilim oranı, mikroyapının, grafitleme derecesi, gözenekler, partikül boyutu, yüzey kimyası, elektrot makro yapısı, sıkıştırma yoğunluğu ve formülasyonu ve elektrolitinin sinerjistik etkisinin sonucudur.
