Qu'est-ce que le graphite sphérique et pourquoi est-il important ?

Le matériau de l'électrode négative est l'un des matériaux de base des batteries lithium-ion. Il détermine les performances énergétiques des batteries lithium-ion. Il influence également l'efficacité initiale de charge et de décharge, ainsi que la stabilité du cycle de la batterie. L'électrode négative en graphite naturel est fabriquée à partir de graphite lamellaire naturel par des procédés tels que le broyage, la sphéroïdisation, la classification, la purification et la modification de surface. Elle présente les avantages suivants : faible coût, grande capacité de stockage, sécurité, non-toxicité et bonne conductivité. Parmi ces avantages, graphite sphérique Il présente les avantages suivants : une bonne conductivité, une cristallinité élevée, un faible coût, un potentiel de charge et de décharge faible et stable, une longue durée de vie et un respect de l'environnement. Il est progressivement devenu un produit de remplacement des matériaux d'électrode négative utilisés dans la production de batteries lithium-ion.

Pourquoi utiliser du graphite sphérique ?

Le graphite naturel présente une bonne conductivité, une cristallinité élevée et une structure feuilletée performante. C'est le matériau d'électrode négative le plus utilisé pour les batteries lithium-ion. Les électrodes négatives en graphite utilisent généralement du graphite lamellaire naturel, mais présentent plusieurs inconvénients :

• La poudre de graphite lamellaire présente une grande surface spécifique. Elle influence considérablement la charge initiale et l'efficacité de décharge de l'électrode négative.
• La structure en couches du graphite signifie que le Li+ ne peut s'intercaler qu'à partir des bords, ce qui entraîne une diffusion plus lente et inégale et une faible capacité.
• L'espacement entre les couches de graphite est faible, ce qui augmente la résistance à la diffusion du Li+. De plus, les performances de charge sont médiocres. Lors d'une charge rapide, le Li+ se dépose facilement à la surface du graphite pour former des dendrites de lithium, ce qui peut entraîner de graves risques pour la sécurité.

Pour résoudre les problèmes mentionnés ci-dessus, le graphite doit être modifié. Pour optimiser les performances des matériaux d'électrode négative, l'une des principales méthodes de modification est la sphéroïdisation. Le graphite naturel sphéroïdisé présente une surface spécifique plus petite et une densité tassée plus élevée. Il en résulte un meilleur rendement coulombien, une capacité réversible et une meilleure stabilité du cyclage.

Comment préparer du graphite sphérique

Le graphite sphérique est généralement fabriqué à partir de graphite lamellaire naturel de haute qualité et à haute teneur en carbone. Des techniques de traitement avancées modifient la surface du graphite, ce qui permet d'obtenir des produits en graphite de finesse variable et de forme sphérique elliptique.

La méthode de traitement consiste à utiliser équipement mécanique Broyer la poudre de graphite lamellaire naturel pour obtenir une granulométrie appropriée. La poudre est ensuite traitée par pression d'air dans un broyeur à nid d'abeilles afin de déconstruire les particules. Ce procédé leur donne une forme elliptique ou sphéroïdale. dispositif de classification sépare les particules sphériques de la poudre fine détachée lors du processus de déconcision, ce qui donne du graphite sphérique normalement distribué.

Conclusion

Le graphite sphérique s'est imposé comme un matériau essentiel pour la transition vers les énergies propres, notamment dans les batteries lithium-ion alimentant les véhicules électriques et le stockage des énergies renouvelables. Sa forme sphérique unique, sa grande pureté et sa conductivité supérieure le rendent indispensable aux technologies de batteries de nouvelle génération. De plus, face à la demande croissante de solutions énergétiques durables, les avancées dans la production et la transformation du graphite sphérique joueront un rôle crucial dans l'amélioration des performances des batteries, la réduction des coûts et le soutien aux efforts mondiaux de décarbonation. Par conséquent, l'avenir du stockage de l'énergie et de l'électrification repose largement sur les innovations dans ce matériau remarquable, plaçant le graphite sphérique au cœur du progrès industriel et environnemental moderne.

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