Lai apmierinātu nākamās paaudzes augstas veiktspējas litija jonu akumulatoru prasības, grafitizētam naftas koksam ir jāuzlabo ražošanas procesu ātruma rādītāji, cikla stabilitāte, veiktspēja zemā temperatūrā, konstrukcijas izturība, sākotnējā efektivitāte un izmaksu efektivitāte. Konkrētā analīze ir šāda:
I. Ātruma veiktspējas un cikla stabilitātes uzlabošana
Problēma: Uzlādes un izlādes procesos litija jonu ievietošana un ekstrakcija grafitizētā naftas koksā var izraisīt grafīta slāņu izplešanos un saraušanos. Ilgstošas cikla laikā tas var izraisīt strukturālus bojājumus, ietekmējot cikla stabilitāti. Uzlabošanas norādījumi:
- Daļiņu struktūras reorganizācija: Izvēlieties atbilstošus adatveida koksa prekursorus un izmantojiet viegli grafitizējamus materiālus, piemēram, darvu, kā oglekļa avotus saistvielām. Apstrādājot šos materiālus rotācijas krāsnī, vairākas adatveida koksa daļiņas var savienot kopā, veidojot sekundāras daļiņas ar atbilstošu daļiņu izmēru, kam seko grafitizācija. Šī pieeja efektīvi samazina materiāla kristālītu orientācijas indeksu (OI vērtību) un uzlabo litija jonu difūzijas ceļu, tādējādi uzlabojot ātruma raksturlielumus.
- Virsmas pārklājuma modifikācija: grafitizētu naftas koksu pārklāj ar tādiem materiāliem kā amorfs ogleklis, metālu oksīdi vai polimēri, lai izveidotu “kodola-apvalka” struktūras daļiņas. Pārklājuma slānis var izolēt tiešu kontaktu ar elektrolītu, samazināt virsmas aktīvās vietas, samazināt īpatnējo virsmas laukumu un vienlaikus uzlabot litija jonu ievietošanas un difūzijas spējas, tādējādi uzlabojot cikla stabilitāti.
II. Zemas temperatūras veiktspējas uzlabošana
Problēma: Zemas temperatūras vidē litija jonu difūzijas ātrums grafitizētā naftas koksā samazinās, kā rezultātā samazinās akumulatora veiktspēja. Uzlabošanas norādījumi:
- Leģēšana ar mīksto ogli: Noteikta mīkstās ogles daudzuma iekļaušana grafīta anodā var uzlabot akumulatora uzlādes veiktspēju zemā temperatūrā. Mīkstajai oglei ir amorfa struktūra ar lielu starpslāņu atstarpi un labu saderību ar elektrolītu, kā rezultātā tiek panākta lieliska veiktspēja zemā temperatūrā. Tomēr leģēšanas attiecība ir rūpīgi jākontrolē, lai līdzsvarotu veiktspēju zemā temperatūrā un cikla ilgumu.
- Elektrolītu formulas optimizēšana: Optimizējiet elektrolītu formulu, pievienojot jaunas piedevas vai mainot šķīdinātāja sastāvu, lai samazinātu elektrolīta viskozitāti zemā temperatūrā un uzlabotu litija jonu difūzijas ātrumu.
III. Konstrukcijas izturības un stabilitātes uzlabošana
Problēma: Ļoti grafitizētiem oglekļa materiāliem, lai gan tiem ir augsta ietilpība un stabilas uzlādes-izlādes platformas, var būt slikta cikla veiktspēja un veiktspēja zemā temperatūrā. Uzlabošanas norādījumi:
- Grafitizācijas pakāpes kontrole: Grafitizācijas procesa laikā grafitizācijas pakāpe ir jākontrolē, lai saglabātu dažas amorfas struktūras starp mikrokristāliem, tādējādi saglabājot noteiktu strukturālās izturības līmeni.
- Nanostruktūru ieviešana: veidojot nanostruktūras vai porainas struktūras, var palielināt litija jonu ievietošanas un ekstrakcijas kanālu skaitu, tādējādi uzlabojot materiāla strukturālo stabilitāti.
IV. Sākotnējās efektivitātes uzlabošana un izmaksu samazināšana
Problēma: Grafitizētam naftas koksam kā anoda materiālam var būt zema sākotnējā efektivitāte un augstas ražošanas izmaksas. Uzlabošanas norādījumi:
- Virsmas oksidācijas apstrāde: grafitizētu naftas koksu apstrādā ar spēcīgu oksidētāja šķīdumu, lai oksidētu un pasivētu virsmas aktīvos potenciālus un reducējošās funkcionālās grupas, tādējādi uzlabojot sākotnējo efektivitāti.
- Ražošanas procesu optimizācija: Uzlabojiet ražošanas procesus, piemēram, kalcinēšanu un grafitizāciju, lai samazinātu ražošanas izmaksas un uzlabotu ražošanas efektivitāti.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 16. oktobris