Evolisyon nan mofoloji a ak estrikti nan anod grafit pandan sik batri alontem

Nan pil aktyel ityom-ion yo, materyel yo souvan itilize anod pou pil ityom yo sitou divize an materyel anod kabon ki baze sou, titan ityom, ak materyel konpoze silisyom ki baze sou. Akoz limit nan dansite eneji nan ityom titan, ekspansyon an ak enferye nan materyel konpoze silisyom ki baze sou te Li pa te byen rezoud, ak materyel anod kabon ki baze sou anod toujou okipe pati prensipal la nan anod batri ityom.

Materyel anod kabon yo sitou konpoze de grafit, kabon difisil, ak anod kabon mou. Grafit se yon materyel anod souvan itilize. Grafit gen avantaj ki genyen nan konduktivite segonde elektwonik, gwo ityom koyefisyan difizyon, ti chanjman volim anvan ak apre ensesyon ityom, kapasite ityom segonde ityom ak ba potansyel ensesyonel, elatriye, elatriye, e li te vin aktyel endikap komesyal ityom-ion batri anode materyel. Tout moun konnen ke yon batri lityom se yon batri segonde ki travay nan yon "rocking chez" style. Si iyon ityom navet retounen ak lide ant grafit la negatif elektwod ak materyel la elektwod pozitif san yo pa pedi, Le sa a, sa a pral eta a ki pi ideyal, men lefet la se ke li se afekte pa kouch nan grafit. Pil ityom yo pral piti piti atire ak deteryore pandan itilize akoz enfliyans nan fakte miltip tankou estrikti nan fom, estrikti a kristal nan materyel la cathode, konduktivite a ion nan elektwolit la, ak tanperati a, jouk li vin envalid.

Nan pwosesis la nan monte alontem, ki jan yo pral mofoloji a ak estrikti nan anod la grafit nan pil lityom chanje? Materyel la elektwod pozitif se lityom cobalt oksid, ak materyel la elektwod negatif se grafit. Apre se batri a ityom prepare, se yon tes sik alontem fet sou li, ak echantiyon yo te pran pou deteksyon ak analiz nan nen sik diferan.

1. Evolisyon nan mofoloji a nan anod grafit pandan monte bisiklet alontem

Te tes la batri idyom te pote soti pou 1000 semen, respektivman rasanble (a), aktive (b), 600 sik (c), 700 sik (d), 800 sik (e), 900 sik (f), 1000 sik (g) se moso nan poto negatif analize pa SEM, ak rezilta a yo montre nan Figi 1:

Figi 1. SEM imaj nan anod grafit apre diferan sik (5000 fwa)

Li ka we ke materyel grafit, si li pa sanble, aktive, oswa resikle, yo konpoze de patikil soti nan de santen de nanometers nan de dizen nan mikwomet, ak distribisyon an gwose patikil se pa inifom, e pa gen okenn materyel grafit yo te jwenn nan imaj la elaji nan imaj la elaji nan 5000 fwa. Aparans la chanje. Nan 50,000 fwa mayifye imaj la (Figi 2), grafit la sanble gen yon sifas pwop, epi selman sifas la grafit aktive komanse montre sibstans fim-tankou, ak sibstans sa yo fim-tankou egziste tou sou sifas la grafit pandan chaj sa yo ak sik egzeyak yo. sibstans. Apre EDS tes ak analiz, li te jwenn ke elektwod la unassembled grafit te genyen selman eleman C selman. Sepandan, nan adisyon a eleman nan C, eleman nan O paret nan elektwod la grafit apre selman aktivasyon ak sik diferan. Rezilta sa a montre ke selman aktive ak sikle grafit elektwod jenere O-ki gen materyel O-ki gen ladan, ki pwouve ke materyel la fim-tankou se yon fim SEI.

Figi 2. SEM imaj nan anod grafit apre diferan sik (50,000 fwa)

2. Evolisyon nan estrikti a nan anod grafit pandan monte bisiklet alontem

Chanjman ki posib nan anod grafit pandan sik alontem yo sitou reflete nan ve a kouch grafit ak ogmantasyon nan espas la kouch. XRD tes yo te fe sou grafit yo unassembled grafit negatif apre 600, 700, 800, 900 ak 1000 sik, ak rezilta yo yo montre nan Figi 3. Dapre ekwasyon Bragg a ak fomil Scherrer a, entelektyel la espas d002, degre a nan grafitizasyon, gwose a grenn, ak gwose grenn lan La nan materyel la grafit nan direksyon an nan (002) avyon kristal ka kalkile.

Figi 3. XRD model nan anod grafit apre sik diferan

Figi 4 montre koub la nan d002 ak grafitizasyon degre nan elektwod grafit ak kantite sik. Pandan tout 1000 chaj-egzeyak sik yo, d002 ak grafitizasyon degre nan grafit materyel la elektwod chanje tre ti kras, men d002 te montre yon tandans ogmante ak degre nan grafitizasyon te montre yon tandans diminye.

Figi 4. Grafit d002 ak grafitizasyon degre chanjman ak kantite sik

Figi 5 se graf la nan grenn nan gwose kristal Lc ak La nan materyel la elektwod grafit kom yon fonksyon nan kantite sik. Lc a nan pwosesis la nan pa recirculating nan fwa 1000 montre yon tandans diminye gradyel, La pa gen okenn reg chanjman evidan, ak fluctuates vale li yo nan seri a nan 47 ~ 49 nm

Figi 5. Grafit gwose grenn Lc ak La chanjman ak kantite sik

Mofoloji a nan moso nan potografi grafit negatif pandan sik alontem te obseve, ak rezilta a yo montre nan Figi 6. Grafit la aktive negatif elektwod byen lye ak kondisyon an sifas se nomal, men materyel la elektwod piti piti piti paret nan kwen an ak van sik nan grafit la elektwod negatif apre 100 ak 1000 sik. Depi aktivite a reyaksyon nan fen kwen an grafit se pi wo pase sa nan avyon an baz, reyaksyon bo a nan fen kwen an se pi plis entans, fe materyel la grafit plis chans yo tonbe. Pandan tout chaj la alontem ak sik dechaje, vale a Lc nan materyel la grafit montre yon tandans diminye, ak d002 montre yon tandans ogmante. Vale a Lc se pwodwi a nan d002 ak kantite flak grafit nan grenn lan, se konsa kantite flak grafit nan grenn lan montre yon tandans diminye. Chanjman estriktirel sa yo makroskopikman manifeste kom koule nan materyel grafit.

Figi 6. Foto dijital nan anod grafit apre aktivasyon selman, 100 sik ak 1000 sik

Pandan itilize nan pil ityom, kapasite a dekouvri souvan rive pi vit, ak chanjman nan estriktirel nan anod la grafit se youn nan fakte prensipal li yo. Nou ka jije lavi sik rezonab nan batri a lityom pa analize chanjman ki fet nan estrikti a ak mofoloji nan grafit negatif elektwod la. Sispann le li se femen nan paramet sa a yo anpeche grafit la elektwod negatif soti nan peeling koupe papye a kwiv ak sa ki lakoz danje sekirite.