ข้อกำหนดดัชนีสำหรับถ่านโค้กปิโตรเลียมกราไฟต์ในสาขาการใช้งานต่างๆ มีจุดเน้นและข้อแตกต่างกันอย่างไรบ้าง?

ข้อกำหนดด้านดัชนีสำหรับถ่านโค้กปิโตรเลียมกราไฟต์มีความแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละสาขาการใช้งาน ในด้านวัสดุขั้วบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนั้น เน้นที่ประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้า การกระจายขนาดอนุภาค พื้นที่ผิวจำเพาะ และการควบคุมความบริสุทธิ์ ในทางตรงกันข้าม ในด้านแท่งอิเล็กโทรด (เช่น อิเล็กโทรดกราไฟต์) จะให้ความสำคัญกับค่าการนำไฟฟ้า ความแข็งแรงเชิงกล เสถียรภาพทางความร้อน และการควบคุมปริมาณเถ้ามากกว่า การวิเคราะห์โดยละเอียดมีดังต่อไปนี้:

I. สาขาวัสดุขั้วบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

1. ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าเคมีเป็นตัวบ่งชี้หลัก

ความจุจำเพาะในการชาร์จ/คายประจุครั้งแรก: ต้องมีค่า ≥350.0 mAh/g (มาตรฐานแห่งชาติ GB/T 24533-2019) เพื่อให้มั่นใจถึงความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่ ประสิทธิภาพคูลอมบิกเริ่มต้น: ต้องมีค่า ≥92.6% ซึ่งสะท้อนถึงสัดส่วนความจุที่สามารถย้อนกลับได้ของวัสดุในระหว่างรอบแรก พารามิเตอร์โครงสร้างผลึก: ระยะห่างของระนาบ (002) (d002) ถูกควบคุมผ่านการทดสอบการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ (XRD) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพระดับการกราไฟต์ ลดข้อบกพร่องของโครงสร้างผลึก และเพิ่มความคล่องตัวของอิเล็กตรอน 2. การกระจายขนาดอนุภาคและพื้นที่ผิวจำเพาะ

การกระจายขนาดอนุภาค: ขนาดอนุภาคเฉลี่ย (D50) และความกว้างของการกระจายตัวต้องได้รับการควบคุมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการเตรียมสารละลายแบตเตอรี่และความหนาแน่นพลังงานเชิงปริมาตร อนุภาคขนาดเล็กที่เติมเต็มช่องว่างของอนุภาคขนาดใหญ่สามารถปรับปรุงความหนาแน่นของการอัดได้ พื้นที่ผิวจำเพาะ: ต้องสร้างสมดุลระหว่างกิจกรรมการเกิดปฏิกิริยาและการสูญเสียความจุเริ่มต้น พื้นที่ผิวจำเพาะที่มากเกินไปจะเพิ่มการใช้สารยึดเกาะและความต้านทานภายใน ในขณะที่พื้นที่ผิวจำเพาะที่ไม่เพียงพอจะจำกัดประสิทธิภาพการดึงลิเธียมไอออนออก 3. การควบคุมความบริสุทธิ์และสิ่งเจือปน

ปริมาณคาร์บอนคงที่: จำเป็นต้องมีค่า ≥99.5% เพื่อลดผลกระทบของส่วนประกอบที่ไม่ใช้งานต่อประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้า ความชื้นและค่า pH: จำเป็นต้องควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อหลีกเลี่ยงการดูดซับความชื้นของวัสดุหรือปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งอาจส่งผลต่อเสถียรภาพของกระบวนการเตรียมสารละลายข้น

II. สนามไฟฟ้าของแท่งอิเล็กโทรด (เช่น อิเล็กโทรดกราไฟต์)

1. การนำไฟฟ้าและความแข็งแรงเชิงกล

ความต้านทานจำเพาะ: ต้องมีค่าต่ำถึงระดับไมโครโอห์มเมตร (μΩ·m) เพื่อลดการสูญเสียพลังงานระหว่างการใช้งานอิเล็กโทรด ความแข็งแรงดัดงอ: ต้องมีความแข็งแรงดัดงอสูงเพื่อต้านทานแรงทางกลระหว่างการใช้งานและป้องกันการแตกหัก โมดูลัสความยืดหยุ่น: ต้องมีความสมดุลระหว่างความแข็งแกร่งและความเหนียวเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวเนื่องจากความร้อนช็อกหรือการสั่นสะเทือนทางกล 2. เสถียรภาพทางความร้อนและความต้านทานต่อการออกซิเดชัน

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน: ต้องมีค่าต่ำเพื่อลดการเปลี่ยนแปลงขนาดที่อุณหภูมิสูงและป้องกันการสัมผัสที่ไม่ดีระหว่างอิเล็กโทรดกับวัสดุในเตาเผา ปริมาณเถ้า: ต้องมีค่า ≤0.5% เพื่อลดผลกระทบของสิ่งเจือปนต่อความต้านทานการเกิดออกซิเดชันของอิเล็กโทรด ธาตุโลหะในเถ้าสามารถเร่งการเกิดออกซิเดชันของอิเล็กโทรดและทำให้อายุการใช้งานสั้นลง 3. ความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับกระบวนการผลิต

ความหนาแน่นรวม: ความหนาแน่นรวมสูงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อเพิ่มความแน่นของอิเล็กโทรด ปรับปรุงการนำไฟฟ้า และต้านทานการเกิดออกซิเดชัน กระบวนการชุบและการกราไฟต์: ต้องใช้การชุบหลายครั้งและการกราไฟต์ที่อุณหภูมิสูง (≥2800°C) เพื่อเพิ่มความเป็นระเบียบของผลึกและลดความต้านทาน

III. การจัดลำดับความสำคัญของตัวชี้วัดตามสถานการณ์การใช้งาน วัสดุขั้วบวกของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน: ต้องตอบสนองความต้องการด้านความหนาแน่นพลังงานสูงและอายุการใช้งานยาวนาน ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้า การกระจายขนาดอนุภาค และความบริสุทธิ์ แท่งอิเล็กโทรด: ต้องทำงานได้อย่างเสถียรภายใต้อุณหภูมิสูงและความหนาแน่นกระแสสูง ดังนั้นจึงให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับค่าการนำไฟฟ้า ความแข็งแรงเชิงกล และเสถียรภาพทางความร้อน