Untuk memenuhi permintaan bateri litium-ion berprestasi tinggi generasi akan datang, kok petroleum bergrafit memerlukan penambahbaikan dalam prestasi kadar, kestabilan kitaran, prestasi suhu rendah, kekuatan struktur, kecekapan awal dan keberkesanan kos dari segi proses pengeluaran. Analisis khusus adalah seperti berikut:
I. Meningkatkan Prestasi Kadar dan Kestabilan Kitaran
Masalah: Semasa proses pengecasan dan penyahcasan, penyisipan dan pengekstrakan ion litium dalam kok petroleum bergrafit boleh menyebabkan pengembangan dan pengecutan lapisan grafit. Dalam kitaran jangka panjang, ini boleh mengakibatkan kerosakan struktur, yang menjejaskan kestabilan kitaran. Arahan Penambahbaikan:
- Penyusunan Semula Struktur Zarah: Pilih prekursor kok jarum yang sesuai dan gunakan bahan yang mudah digraf seperti pic sebagai sumber karbon untuk pengikat. Dengan merawat bahan-bahan ini dalam relau berputar, beberapa zarah kok jarum boleh diikat bersama untuk membentuk zarah sekunder dengan saiz zarah yang sesuai, diikuti dengan penggrafitan. Pendekatan ini berkesan mengurangkan indeks orientasi kristalit bahan (nilai OI) dan meningkatkan laluan resapan untuk ion litium, sekali gus meningkatkan prestasi kadar.
- Pengubahsuaian Salutan Permukaan: Salut kok petroleum bergrafit dengan bahan seperti karbon amorfus, oksida logam atau polimer untuk membina zarah berstruktur "teras-cangkerang". Lapisan salutan boleh mengasingkan sentuhan langsung dengan elektrolit, mengurangkan tapak aktif permukaan, mengurangkan luas permukaan tentu dan serentak meningkatkan keupayaan penyisipan dan penyebaran ion litium, sekali gus meningkatkan kestabilan kitaran.
II. Meningkatkan Prestasi Suhu Rendah
Masalah: Dalam persekitaran suhu rendah, kadar resapan ion litium dalam kok petroleum bergrafit berkurangan, yang membawa kepada penurunan prestasi bateri. Arahan Penambahbaikan:
- Doping dengan Karbon Lembut: Memasukkan sebahagian tertentu karbon lembut ke dalam anod grafit boleh meningkatkan prestasi pengecasan suhu rendah bateri. Karbon lembut mempunyai struktur amorfus dengan jarak antara lapisan yang besar dan keserasian yang baik dengan elektrolit, menghasilkan prestasi suhu rendah yang sangat baik. Walau bagaimanapun, nisbah doping perlu dikawal dengan teliti untuk mengimbangi prestasi suhu rendah dan hayat kitaran.
- Mengoptimumkan Formulasi Elektrolit: Optimumkan formulasi elektrolit dengan menambah bahan tambahan baharu atau mengubah komposisi pelarut untuk mengurangkan kelikatan elektrolit pada suhu rendah dan meningkatkan kadar resapan ion litium.
III. Meningkatkan Kekuatan dan Kestabilan Struktur
Masalah: Bahan karbon yang sangat bergrafit, walaupun mempunyai kapasiti tinggi dan platform pelepasan cas yang stabil, mungkin menunjukkan prestasi kitaran yang lemah dan prestasi suhu rendah. Arahan Penambahbaikan:
- Mengawal Darjah Penggrafitan: Semasa proses penggrafitan, darjah penggrafitan perlu dikawal untuk mengekalkan beberapa struktur amorfus antara mikrokristal, sekali gus mengekalkan tahap kekuatan struktur tertentu.
- Memperkenalkan Nanostruktur: Dengan membina nanostruktur atau struktur berliang, bilangan saluran penyisipan dan pengekstrakan untuk ion litium dapat ditingkatkan, lalu meningkatkan kestabilan struktur bahan.
IV. Meningkatkan Kecekapan Awal dan Mengurangkan Kos
Masalah: Sebagai bahan anod, kok petroleum bergrafit mungkin menunjukkan kecekapan awal yang rendah dan kos pengeluaran yang tinggi. Arahan Penambahbaikan:
- Rawatan Pengoksidaan Permukaan: Rawat kok petroleum bergrafit dengan larutan agen pengoksidaan yang kuat untuk mengoksidakan dan memasifkan potensi aktif permukaan dan kumpulan berfungsi yang mengurangkan, sekali gus meningkatkan kecekapan awal.
- Mengoptimumkan Proses Pengeluaran: Meningkatkan proses pengeluaran seperti pengkalsinan dan penggrafitan untuk mengurangkan kos pengeluaran dan meningkatkan kecekapan pengeluaran.
Masa siaran: 16 Okt-2025