Modifica superficiale del materiale anodico

2025-03-26

Attualmente, le batterie agli ioni di litio hanno mostrato un'ampia gamma di applicazioni, e il materiale anodico è uno dei fattori chiave che determinano le prestazioni elettrochimiche delle batterie agli ioni di litio, come l'immagazzinamento e la conversione dell'energia. Attraverso la modifica della superficie dei materiali anodici in carbonio, è possibile migliorare efficacemente le prestazioni delle batterie agli ioni di litio. Ad esempio, migliorando la capacità specifica, l'efficienza di coulomb al primo utilizzo, l'efficienza di carica e scarica, le prestazioni di velocità, la stabilità ciclica, la sicurezza e prolungando la vita utile. I metodi e i meccanismi di modifica della superficie includono principalmente rivestimento superficiale, trattamento chimico e dopaggio di elementi:

(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) Doping di elementi: elementi metallici o non metallici vengono incorporati nei materiali anodici di carbonio per modificare la struttura e la disposizione degli elettroni dei microcristalli di carbonio, al fine di migliorare il comportamento elettrochimico della rimozione e dell'inserimento degli ioni di litio nei materiali anodici.

Le prestazioni elettrochimiche dei materiali anodici in carbonio possono essere notevolmente migliorate dopo la modifica della superficie, ma l'effettiva operazione e regolazione di ogni metodo di modifica influenzerà comunque l'effetto finale della modifica. Ad esempio, lo spessore dello strato di rivestimento, il grado di trattamento chimico e l'uniformità del dosaggio, distribuzione e dispersione degli atomi eterogenei influenzeranno le prestazioni finali del materiale. Se il controllo non è buono, le prestazioni della batteria agli ioni di litio non miglioreranno, ma le prestazioni elettrochimiche saranno degradate.