Grafitni materijali litijskih baterija osnovni su materijali za pohranu energije koji se koriste u litij-ionskim baterijama za negativnu elektrodu (anodu). Zbog njihove slojevite kristalne strukture, niskog interkalacijskog potencijala litija (blizak potencijalu metalnog litija), visokog reverzibilnog specifičnog kapaciteta (teorijska vrijednost od 372 mAh/g) i izvrsne stabilnosti ciklusa (stopa promjene volumena < 10%), oni čine više od 98% globalnog tržišta materijala za negativne elektrode. Kao "skladište" za litijeve ione, grafitni materijali omogućuju interkalaciju/deinterkalaciju litijevih iona tijekom punjenja i pražnjenja te su jedan od ključnih materijala koji osiguravaju gustoću energije, životni vijek i sigurnost baterija. Trenutačno se grafitni materijali za litijske baterije dijele u tri kategorije: prirodni grafit, umjetni grafit i kompozitni grafit. Naširoko se koriste u poljima kao što su baterije za nova energetska vozila, potrošačke elektroničke baterije i baterije za pohranu energije te su osnovni materijali novog lanca energetske industrije.
| Indeks izvedbe | Graphite Sagger za sintetičku grafitnu anodu | Tradicionalni keramički sagger | Metalni lončić | C/C kompozitni sagger |
|---|---|---|---|---|
| Maks. Radna temperatura | 3000 stupnjeva | 1600 stupnjeva | 1200 stupnjeva | 2500 stupnjeva |
| Toplinska vodljivost | 120–150 W/m·K | 10–20 W/m·K | 50–80 W/m·K | 80–100 W/m·K |
| Otpornost na toplinski udar | Excellent (>50 ciklusa) | Jadno (<10 cycles) | Umjereno (10-20 ciklusa) | Dobro (30-50 ciklusa) |
| Sadržaj nečistoća | Izuzetno niska (Manje od ili jednako 20 ppm) | Srednje (50–100 ppm) | High (>100 ppm) | Nisko (20–50 ppm) |
| Životni vijek | Dugo (veće ili jednako 100 ciklusa) | Kratko (<30 cycles) | Srednje (30-50 ciklusa) | Dugo (veće ili jednako 80 ciklusa) |
| trošak | Srednje-visoka | Niska | srednje | visoko |
| Kompatibilnost | Izvrsno (namijenjeno za anodu) | Loše (laka kontaminacija) | Vrlo loše (kontaminacija metalom) | Dobro |
Temeljne snage
Struktura i vrsta
Kristalna struktura: Prirodni ljuskasti grafit ima savršen heksagonalni kristalni sustav slojevite strukture (dominantno 2H tipa, s nekim uključenim 3R tipom), s razmakom između kristalnih ravnina od d002=0.335 nm. Atomi ugljika su sp² hibridizirani da tvore planarnu heksagonalnu mrežnu strukturu, a slojevi su povezani van der Waalsovim silama.
Glavne vrste:
Flake Graphite: Large flakes (>150 μm), srednje ljuskice (50 - 150 μm), fine ljuskice (<50 μm). Large flake graphite has the highest crystallinity and the largest capacity, making it the most widely used in battery applications.
Mikrokristalni grafit (tlo-kao grafit): niska kristalnost, d002=0.336 nm, kapacitet približno 260 mAh/g, uglavnom se koristi u-slabim baterijama.
01
Umjetni grafit (AG)
Kristalna struktura: Napravljena od prekursora kao što su naftni koks i igličasti koks pirolizom na temperaturama u rasponu od 2800 do 3000 stupnjeva, kristalna struktura je visoko uređena, s velikim kristalnim zrncima i usmjerenim rasporedom, a slojevita struktura je potpunija i jednoličnija.
Glavne vrste:
Umjetni grafit na bazi igličastog-koksa-: Vrhunski-proizvod, izvrsne električne vodljivosti i niskog koeficijenta širenja, prikladan za baterije
Umjetni grafit-na bazi naftnog koksa: ekonomičan proizvod, prikladan za potrošačku elektroniku i baterije za pohranu energije
Ugljične mikrosfere srednje faze (MCMB): sferna struktura, velika gustoća pakiranja, dobre performanse, pogodne za brzo-punjenje baterija
02
Kompozitni grafit
Dizajn jezgre: pomiješajte prirodni grafit s umjetnim grafitom u određenom omjeru ili dodajte modificirane materijale kao što su ugljikove nanocijevi i grafen kako biste postigli komplementarne prednosti.
Glavne vrste:
Prirodni + umjetni kompozitni grafit: uravnotežuje cijenu i performanse, pogodan za srednje-do-visoke-baterije za pohranu energije
Graphite - Carbon Nanotube Composite: poboljšava vodljivost i brzinu
Grafit - Silicijski kompozit (Silicij Grafit): Značajno povećava kapacitet (600~1500 mAh/g), sljedeća je-generacija anodnog materijala-energetske-gustoće
03
Osnovne elektrokemijske karakteristike
Nizak interkalacijski potencijal litija: približno 0.1 - 0.2 V vs Li/Li⁺, blizu metalnog litija, uz visoku energetsku učinkovitost
Visoki reverzibilni specifični kapacitet: prirodni grafit 350 - 365 mAh/g, umjetni grafit 330 - 360 mAh/g, blizu teorijske vrijednosti od 372 mAh/g
Mala promjena volumena: tijekom punjenja i pražnjenja, stopa ekspanzije volumena je < 10%, mnogo niža od materijala na bazi-silicija (300%), s dobrom strukturnom stabilnošću
Visoka kulonska učinkovitost: početna kulonska učinkovitost 88% - 95%, nakon ciklusa može doseći preko 99%, s niskim gubitkom energije
04
Fizikalna i kemijska svojstva
Visoka električna vodljivost: elektroni unutar sloja vode kroz delokalizirane π veze, s električnom vodljivošću do 10⁴~10⁵ S/cm, smanjujući unutarnji otpor baterije
Visoka toplinska vodljivost: toplinska vodljivost je 120~150 W/m・K, olakšava rasipanje topline baterije i povećava sigurnost
Dobra kemijska stabilnost: Stabilan u organskim elektrolitima, s minimalnim nuspojavama
Zahtjevi visoke čistoće: Grafit za-bateriju ima ostatak manji od ili jednak 20 ppm, a sadržaj metalnih nečistoća (Fe, Cu, Al, itd.) izuzetno je nizak, čime se izbjegava samo{3}}pražnjenje baterije i sigurnosne opasnosti
05
Tehnička primjena
Grafit za litijsku bateriju tvrtke Jin Cheng Graphite pokazuje izvanredne performanse u baterijama električnih vozila. Njegova nano{1}}grafitna struktura može učinkovito smanjiti učinke polarizacije, poboljšati učinkovitost punjenja i pražnjenja i domet baterije. U isto vrijeme, kroz optimizaciju tehnologije grafitnog lončića, materijal još uvijek može održavati stabilnu vodljivost u okruženjima s visokom-temperaturom, značajno poboljšavajući performanse toplinske sigurnosti baterije, ispunjavajući zahtjeve ekstremnih radnih uvjeta.
Vrijednost industrije
Kao izvorni proizvođač, Jin Cheng Graphite ne samo da nudi standardizirane proizvode, već također pridaje veliku važnost zajedničkom istraživanju i razvoju s kupcima. Nudi prilagođena rješenja za specifične scenarije primjene (kao što su baterije velike-napone, prilagodljivost okolišu-niskim temperaturama). Naš tehnički tim može pružiti potpunu-podršku lancu od odabira materijala, optimizacije procesa do testiranja performansi, pomažući klijentima da brzo osvoje tržište.
| Indeks izvedbe | Graphite Sagger za sintetičku grafitnu anodu |
|---|---|
| Maks. Radna temperatura | 3000 stupnjeva |
| Nasipna gustoća | 1,85~1,90 g/cm³ |
| Toplinska vodljivost | 120–150 W/m·K |
| CTE (20~200 stupnjeva) | Manje ili jednako 3,8 × 10⁻⁶/ stupanj |
| Sadržaj pepela | Manje od ili jednako 20 ppm |
| Fiksni ugljik | Veći ili jednak 99,95% |
| Čvrstoća na savijanje | >45 MPa |
| Tlačna čvrstoća | >100 MPa |
| Otpornost na toplinski udar | Izvrsno (>50 ciklusa) |
| Životni vijek | Veći ili jednak 100 ciklusa |
| Tolerancija obrade | ±0,05 mm |
Osiguranje kvalitete
Svi proizvodi prošli su stroge sustave provjere kvalitete (uključujući XRD, SEM, elektrokemijsko testiranje, itd.) kako bi se osiguralo da je izvedba svake serije materijala u skladu s međunarodnim standardima. Jin Cheng Graphite pridržava se filozofije "pouzdanosti, inovacije i učinkovitosti", kontinuirano promičući tehnološki napredak grafita koji se koristi u litijevim baterijama i osigurava održivu energiju za globalnu industriju nove energije.
Trendovi budućeg razvoja
Visok{0}}put silikonizacije: Povećajte sadržaj silicija sa trenutnih 20%~30% na 50%~70%, u kombinaciji s tehnologijom preliticije za rješavanje problema početne učinkovitosti
Strukturna inovacija: Razviti 3D porozne grafitne okvire i kompozitne strukture silicijevih nanožica/nanocijevi za daljnje poboljšanje strukturne stabilnosti
Inženjerstvo sučelja: Upotrijebite taloženje atomskog sloja (ALD) i druge tehnologije za pripremu ultra-tankih ujednačenih ugljičnih premaza i optimizirajte povezivanje Si-Gr sučelja
Smanjenje troškova: Razvijte tehnologije za pročišćavanje silicija metalurške -klase i recikliranje otpadnog silicijskog materijala kako biste smanjili troškove sirovina
Suradnja u lancu cijele industrije: Zajednički razvoj proizvođača anodnog materijala, proizvođača baterija i proizvođača automobila za promicanje velike-komercijalne primjene Si-Gr
Popularni tagovi: grafit za litijeve baterije, Kina grafit za litijeve baterije proizvođači, dobavljači, tvornica, Bipolarna ploča od grafita za gorivne ćelije, grafitna bipolarna ploča, grafitni spremnik za materijal negativne elektrode, Kutija za sinteriranje grafita s materijalom negativne elektrode
