Сферический графит является продуктом глубокой переработки графитовых изделий с высокой добавленной стоимостью. Он имеет характеристики концентрированного гранулометрического состава, высокой плотности утряски, небольшой удельной поверхности и стабильного качества. В настоящее время это идеальный анодный материал для литиевых батарей, который имеет широкие перспективы в области новой энергетики.
Природный графит обладает хорошей электропроводностью, высокой кристалличностью и хорошей слоистой структурой. В настоящее время это наиболее широко используемый материал отрицательного электрода для литий-ионных аккумуляторов. В графитовых отрицательных электродах обычно используется натуральный чешуйчатый графит, но у него есть несколько недостатков:
(1) Чешуйчатый графитовый порошок имеет большую удельную поверхность, что оказывает большое влияние на эффективность первого заряда и разряда отрицательного электрода;
(2) Листовая структура графита определяет, что Li+ может внедряться только с торцевой поверхности материала и постепенно диффундировать внутрь частицы. Из-за анизотропии чешуйчатого графита путь диффузии Li+ длинный и неравномерный, что приводит к низкой удельной емкости;
(3) Расстояние между слоями графита маленькое, что увеличивает сопротивление диффузии Li+, а производительность плохая. Во время быстрой зарядки Li+ легко осаждается на поверхности графита с образованием литиевых дендритов, что создает серьезную угрозу безопасности [1].
Чтобы устранить вышеупомянутые недостатки, присущие графитовым чешуйкам, необходимо модифицировать графит, чтобы оптимизировать характеристики материалов отрицательного электрода. В настоящее время одним из основных методов модификации является сфероидизация. Сфероидизированный природный графитовый материал имеет меньшую удельную площадь поверхности и более высокую плотность удара, поэтому он имеет более высокий кулоновский КПД при первом включении, более высокую обратимую емкость заряда-разряда и лучшую циклическую стабильность.
Процесс сфероидизации природного графита
Традиционный процесс сфероидизации обычно делится на два этапа: этап дробления и этап формообразования (сферификации). Основной целью стадии дробления является дробление чешуек графита до размера частиц, подходящего для формования; в то же время удалите мелкий порошок, образующийся в процессе дробления. Хотя основной целью этапа дробления является дробление, небольшое количество чешуи будет преобразовано в сферические частицы. Основная цель стадии формования — превратить чешуйчатый графит в сферические частицы.
Потому что скорость формирования шара за один раз относительно низкая, обычно менее 40%. По мере развития исследований более популярным становится процесс вторичной сфероидизации.
В последние годы использование литий-ионных аккумуляторов в компьютерах, средствах связи и бытовой электронике 3C быстро растет. С быстрым ростом гибридных транспортных средств и чисто электрических транспортных средств на мировом рынке литий-ионные батареи также вызвали бурный рост. В связи с этим постоянный рост рыночного спроса на анодные материалы литий-ионных аккумуляторов также стимулирует рост спроса на сферический графит. В будущем необходимо продолжать укреплять исследования механизма и процесса сфероидизации графита, улучшать существующее оборудование для сфероидизации и разрабатывать новое оборудование для сфероидизации, чтобы справиться с растущим рыночным спросом на сферический графит и постоянным улучшением качества продукции и требования стабильности.