एनोड सामग्री का सतह संशोधन

2025-03-26

वर्तमान में, लिथियम आयन बैटरी ने अनुप्रयोगों की बहुत व्यापक श्रेणी दिखाई है, और एनोड सामग्री लिथियम आयन बैटरी के इलेक्ट्रोकैमिकल प्रदर्शन जैसे ऊर्जा भंडारण और रूपांतरण को निर्धारित करने वाले प्रमुख कारकों में से एक है। कार्बन एनोड सामग्रियों के सतह संशोधन के माध्यम से, लिथियम आयन बैटरी के प्रदर्शन को प्रभावी रूप से बेहतर बनाया जा सकता है। जैसे कि विशिष्ट क्षमता, पहले कूलॉम्ब दक्षता, चार्ज और डिस्चार्ज दक्षता, दर प्रदर्शन, चक्र स्थिरता, सुरक्षा, सेवा जीवन को बढ़ाना। सतह संशोधन के तरीके और तंत्र मुख्य रूप से सतह कोटिंग, रासायनिक उपचार और तत्व डोपिंग शामिल करते हैं:

(1) सतह कोटिंग: ग्रेफाइट सतह को कवर करने के लिए एक "सुरक्षात्मक फिल्म" बनाई जाती है ताकि "कोर-शेल संरचना" का निर्माण हो, जो सॉल्वेशन के कारण ग्रेफाइट लैमेला के छिलने से बचा सके और इलेक्ट्रोड सामग्रियों की चक्र स्थिरता में सुधार कर सके। धातु और इसके ऑक्साइड की कोटिंग लिथियम आयन ट्रांसफर और चार्ज माइग्रेशन की प्रतिरोध को भी कम कर सकती है और ग्रेफाइट सामग्रियों के इलेक्ट्रोकैमिकल प्रदर्शन में सुधार कर सकती है।

(2) रासायनिक उपचार: सतही ऑक्सीडेशन ऑक्सीजन युक्त क्रियात्मक समूहों को परिचित कराता है, सक्रिय स्थान को बढ़ाता है, एनोड सामग्री और इलेक्ट्रोलाइट के बीच इंटरफेस पर एक स्थिर SEI फिल्म बनाता है, और कार्बन एनोड की चक्र स्थिरता में सुधार करता है। सतह हलोजनन निजीकरण फिल्म का निर्माण कर सकता है जिसमें सामग्री की सतह पर उच्च अंतराणु बल होता है, जो सूक्ष्मक्रिस्टलीय संरचना की स्थिरता में सुधार कर सकता है।

(3) तत्व डोपिंग: धातु या गैर-धात्विक तत्वों को कार्बन एनोड सामग्री में जोड़ा जाता है ताकि कार्बन माइक्रोक्रिस्टल की संरचना और इलेक्ट्रॉन व्यवस्था को बदला जा सके, ताकि एनोड सामग्री में लिथियम आयन के निकालने और डालने के इलेक्ट्रोकैमिकल व्यवहार में सुधार हो सके।

कार्बन एनोड सामग्री का इलेक्ट्रोकैमिकल प्रदर्शन सतह परिवर्तन के बाद काफी सुधारा जा सकता है, लेकिन प्रत्येक परिवर्तन विधि का असली संचालन और नियमन अंतिम परिवर्तन प्रभाव को प्रभावित करेगा। उदाहरण के लिए, कोटिंग परत की मोटाई, रासायनिक उपचार की डिग्री और हेटेरोएटम डोपिंग के मात्रा, वितरण और विसरितता की समानता अंतिम सामग्री के प्रदर्शन को प्रभावित करेगी। अगर नियंत्रण ठीक से नहीं किया गया, तो लिथियम आयन बैटरी का प्रदर्शन बेहतर नहीं होगा, बल्कि इलेक्ट्रोकैमिकल प्रदर्शन खराब हो जाएगा।