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) 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) 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।