¿Qué es el grafito esférico y por qué es importante?

El material del electrodo negativo es uno de los materiales principales de las baterías de iones de litio. Determina su rendimiento. También afecta la eficiencia inicial de carga y descarga, así como la estabilidad del ciclo de la batería. El material de electrodo negativo de grafito natural se fabrica a partir de grafito en escamas mediante procesos como trituración, esferoidización, clasificación, purificación y modificación de la superficie. Ofrece las ventajas de bajo precio, gran capacidad de almacenamiento, seguridad, no toxicidad y buena conductividad. Entre ellas, grafito esférico Tiene las ventajas de buena conductividad, alta cristalinidad, bajo costo, potencial de carga y descarga bajo y plano, larga vida útil y protección ambiental. Se ha convertido gradualmente en un sustituto de los materiales de electrodos negativos utilizados en la producción de baterías de iones de litio.

¿Por qué utilizar grafito esférico?

El grafito natural presenta buena conductividad, alta cristalinidad y una buena estructura estratificada. Es el material de electrodo negativo más utilizado para baterías de iones de litio. Los electrodos negativos de grafito generalmente utilizan grafito natural en escamas, pero presentan varias desventajas:

• El polvo de grafito en escamas posee una gran superficie específica. Esto influye considerablemente en la eficiencia de carga inicial y descarga del electrodo negativo.
• La estructura en capas del grafito significa que el Li+ solo puede intercalarse desde los bordes, lo que da como resultado una difusión más lenta y desigual y una baja capacidad.
• La pequeña separación entre capas del grafito aumenta la resistencia a la difusión del Li+. Además, el rendimiento de la carga es deficiente. Durante la carga rápida, el Li+ se deposita fácilmente en la superficie del grafito y forma dendritas de litio. Esto conlleva graves riesgos de seguridad.

Para resolver los problemas mencionados, es necesario modificar el grafito. Para optimizar el rendimiento de los materiales de electrodos negativos, uno de los principales métodos de modificación es la esferoidización. El grafito natural esferoidizado presenta una menor superficie específica y una mayor densidad compactada. Esto se traduce en una mayor eficiencia coulombiana inicial, capacidad reversible y mejor estabilidad cíclica.

Cómo preparar grafito esférico

El grafito esférico se fabrica generalmente a partir de grafito natural en escamas de alta calidad y alto contenido de carbono. Técnicas avanzadas de procesamiento modifican la superficie del grafito. Esto produce productos de grafito con finura variable y forma esférica elíptica.

El método de procesamiento implica el uso de equipo mecánico Moler polvo de grafito natural en escamas hasta obtener un tamaño de partícula adecuado. Posteriormente, el polvo se trata con aire comprimido desde un molino de panal para descornar las partículas. Este proceso moldea las partículas en formas elípticas o esferoidales. dispositivo de clasificación separa las partículas esféricas del polvo fino desprendido durante el proceso de descornado, dando como resultado un grafito esférico distribuido normalmente.

Conclusión

El grafito esférico se ha convertido en un material crucial en la transición a las energías limpias, especialmente en las baterías de iones de litio que alimentan vehículos eléctricos y el almacenamiento de energías renovables. Su singular forma esférica, su alta pureza y su conductividad superior lo hacen indispensable para las tecnologías de baterías de nueva generación. Además, a medida que crece la demanda de soluciones energéticas sostenibles, los avances en la producción y el procesamiento del grafito esférico desempeñarán un papel fundamental para mejorar el rendimiento de las baterías, reducir los costes y apoyar los esfuerzos globales de descarbonización. Por lo tanto, el futuro del almacenamiento de energía y la electrificación depende en gran medida de las innovaciones en este extraordinario material, lo que sitúa al grafito esférico en el centro del progreso industrial y ambiental moderno.

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