Modification de surface du matériau d'anode

2025-03-26

Actuellement, les batteries lithium-ion ont montré une très large gamme d'applications, et le matériau d'anode est l'un des facteurs clés déterminant la performance électrochimique des batteries lithium-ion telles que le stockage et la conversion d'énergie. Grâce à la modification de surface des matériaux d'anode en carbone, la performance des batteries lithium-ion peut être efficacement améliorée. Par exemple, en améliorant la capacité spécifique, l'efficacité de coulomb au premier cycle, l'efficacité de charge et de décharge, la performance de taux, la stabilité de cycle, la sécurité, et en prolongeant la durée de vie. Les méthodes et mécanismes de modification de surface incluent principalement le revêtement de surface, le traitement chimique et le dopage d'éléments :

(1) Surface coating: a “protective film” is constructed to cover the graphite surface to form a “core-shell structure”, which can avoid the peeling of graphite lamellae caused by solvation and improve the cycle stability of electrode materials. The coating of metal and its oxide can also reduce the resistance of lithium ion transfer and charge migration and improve the electrochemical performance of graphite materials.

(2) Chemical treatment: surface oxidation introduces oxygen-containing functional groups, increases the active site, forms a stable SEI film at the interface between anode material and electrolyte, and improves the cycle stability of carbon anode. Surface halogenation can form a passivation film with high intermolecular force on the surface of the material, which can improve the stability of the microcrystalline structure.

(3) Dopage d'éléments : des éléments métalliques ou non métalliques sont incorporés dans les matériaux d'anode en carbone pour changer la structure et l'agencement électronique des microcristaux de carbone, afin d'améliorer le comportement électrochimique de l'extraction et de l'insertion des ions lithium dans les matériaux d'anode.

La performance électrochimique des matériaux d'anode en carbone peut être considérablement améliorée après modification de surface, mais la gestion réelle et la régulation de chaque méthode de modification affecteront tout de même l'effet final de la modification. Par exemple, l'épaisseur de la couche de revêtement, le degré de traitement chimique et l'uniformité de la dosage, de la distribution et de la dispersion des hétéroatoms affecteront la performance finale du matériau. Si le contrôle n'est pas bon, la performance de la batterie lithium-ion ne sera pas améliorée, mais la performance électrochimique sera dégradée.