O que é grafite esférico e por que ele é importante?

O material do eletrodo negativo é um dos principais materiais das baterias de íons de lítio. Ele determina o desempenho da bateria de íons de lítio. Também afeta a eficiência inicial de carga e descarga e a estabilidade do ciclo da bateria. O material do eletrodo negativo de grafite natural é obtido a partir de grafite em flocos natural por meio de processos como britagem, esferoidização, classificação, purificação e modificação de superfície. Apresenta as vantagens de baixo preço, grande capacidade de armazenamento, segurança, não toxicidade e boa condutividade. Entre elas, grafite esférico Apresenta as vantagens de boa condutividade, alta cristalinidade, baixo custo, potencial de carga e descarga baixo e estável, longa vida útil e proteção ambiental sustentável. Tornou-se gradualmente um produto substituto para materiais de eletrodos negativos usados na produção de baterias de íons de lítio.

Por que usar grafite esférico?

A grafite natural possui boa condutividade, alta cristalinidade e boa estrutura em camadas. É o material de eletrodo negativo mais utilizado em baterias de íons de lítio. Os eletrodos negativos de grafite geralmente utilizam grafite em flocos natural, mas apresentam várias desvantagens:

• O pó de grafite em flocos possui uma grande área superficial específica, o que influencia significativamente a carga inicial e a eficiência de descarga do eletrodo negativo.
• A estrutura em camadas do grafite significa que o Li+ só pode se intercalar nas bordas, resultando em difusão mais lenta e irregular e baixa capacidade.
• O espaçamento entre camadas de grafite é pequeno, o que aumenta a resistência à difusão do Li+. Além disso, o desempenho da taxa de transferência é baixo. Durante o carregamento rápido, o Li+ se deposita facilmente na superfície do grafite, formando dendritos de lítio. Isso pode levar a sérios riscos à segurança.

Para resolver os problemas acima, o grafite precisa ser modificado. Para otimizar o desempenho de materiais de eletrodo negativo, um dos principais métodos de modificação é a esferoidização. O grafite natural esferoidizado possui menor área superficial específica e maior densidade compactada. Isso resulta em maior eficiência coulômbica inicial, capacidade reversível e melhor estabilidade de ciclo.

Como preparar grafite esférico

A grafite esférica é normalmente feita de grafite em flocos natural de alta qualidade e alto teor de carbono. Técnicas avançadas de processamento modificam a superfície da grafite, resultando em produtos de grafite com finura variável e formato esférico elíptico.

O método de processamento envolve o uso de equipamento mecânico para moer pó de grafite em flocos naturais em um tamanho de partícula apropriado. Em seguida, o pó é tratado com pressão de ar de um moinho de favo de mel para descornar as partículas. Este processo molda as partículas em formas elípticas ou esferoidais. dispositivo de classificação separa as partículas esféricas do pó fino destacado durante o processo de descorneamento, resultando em grafite esférico distribuído normalmente.

Conclusão

A grafite esférica emergiu como um material essencial na transição para energia limpa, particularmente em baterias de íons de lítio que alimentam veículos elétricos e armazenamento de energia renovável. Seu formato esférico exclusivo, alta pureza e condutividade superior a tornam indispensável para tecnologias de baterias de próxima geração. Além disso, com o crescimento da demanda por soluções de energia sustentável, os avanços na produção e processamento de grafite esférica desempenharão um papel fundamental no aprimoramento do desempenho das baterias, na redução de custos e no apoio aos esforços globais de descarbonização. Portanto, o futuro do armazenamento de energia e da eletrificação depende fortemente de inovações neste material extraordinário, posicionando a grafite esférica no centro do progresso industrial e ambiental moderno.

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