การปรับเปลี่ยนพื้นผิวของวัสดุแอโนด

2025-03-26

ในปัจจุบัน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้แสดงให้เห็นถึงการใช้งานที่หลากหลายมาก และวัสดุแอโนดเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่กำหนดประสิทธิภาพทางอิเล็กโตรเคมีของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เช่น การเก็บและการแปลงพลังงาน ผ่านการปรับเปลี่ยนพื้นผิวของวัสดุแอโนดคาร์บอน ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถปรับปรุงได้อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การปรับปรุงความจุเฉพาะ ประสิทธิภาพคูลอมบ์แรก ประสิทธิภาพการชาร์จและการปล่อย ประสิทธิภาพอัตรา ความเสถียรของรอบ ความปลอดภัย และยืดอายุการใช้งาน วิธีการและกลไกของการปรับเปลี่ยนพื้นผิวหลักๆ ได้แก่ การเคลือบพื้นผิว การบำบัดทางเคมี และการเติมธาตุ:

(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) การเติมธาตุ: ธาตุโลหะหรือธาตุที่ไม่ใช่โลหะจะถูกนำเข้าไปในวัสดุแอโนดคาร์บอนเพื่อเปลี่ยนโครงสร้างและการจัดเรียงอิเล็กตรอนของไมโครคริสตัลคาร์บอน เพื่อปรับปรุงพฤติกรรมทางอิเล็กโตรเคมีของการนำออกและการแทรกซึมของไอออนลิเธียมในวัสดุแอโนด

ประสิทธิภาพทางอิเล็กโทรเคมีของวัสดุแอโนดคาร์บอนสามารถปรับปรุงได้อย่างมากหลังจากการปรับเปลี่ยนพื้นผิว แต่การดำเนินการจริงและการควบคุมวิธีการปรับเปลี่ยนแต่ละวิธีจะยังคงส่งผลต่อผลลัพธ์สุดท้ายของการปรับเปลี่ยน ตัวอย่างเช่น ความหนาของชั้นเคลือบ ระดับการบำบัดทางเคมี และความสม่ำเสมอของการเติมสารเฮเทอโรอะตอม การกระจายและการกระจายตัวจะส่งผลต่อประสิทธิภาพสุดท้ายของวัสดุ หากการควบคุมไม่ดี ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะไม่ดีขึ้น แต่ประสิทธิภาพทางอิเล็กโทรเคมีจะลดลง