Дараагийн үеийн өндөр хүчин чадалтай лити-ион батерейны шаардлагыг хангахын тулд графитжуулсан газрын тосны кокс нь хурдны гүйцэтгэл, мөчлөгийн тогтвортой байдал, бага температурын гүйцэтгэл, бүтцийн бат бөх чанар, анхны үр ашиг, үйлдвэрлэлийн процессын хувьд өртгийн үр ашгийг сайжруулах шаардлагатай. Тодорхой дүн шинжилгээ нь дараах байдалтай байна.
I. Хурдны гүйцэтгэл болон мөчлөгийн тогтвортой байдлыг сайжруулах
Асуудал: Цэнэглэх болон цэнэггүйжүүлэх процессын үед графитжуулсан газрын тосны кокс дахь литийн ионуудыг оруулах, ялгах нь графит давхаргын тэлэлт болон агшилтыг үүсгэж болзошгүй. Удаан хугацааны мөчлөгийн үед энэ нь бүтцийн эвдрэлд хүргэж, мөчлөгийн тогтвортой байдалд нөлөөлж болзошгүй. Сайжруулах заавар:
- Бөөмийн бүтцийн өөрчлөлт: Тохирох зүү коксын урьдал материалыг сонгож, холбогч бодисын нүүрстөрөгчийн эх үүсвэр болгон давирхай зэрэг амархан графитжих боломжтой материалыг ашиглана. Эдгээр материалыг эргэлдэгч зууханд боловсруулснаар хэд хэдэн зүү коксын хэсгүүдийг хооронд нь холбож, тохирох хэмжээтэй хоёрдогч бөөмс үүсгэж, дараа нь графитжих боломжтой. Энэ арга нь материалын талстлаг чиглэлийн индексийг (OI утга) үр дүнтэй бууруулж, литийн ионуудын диффузийн замыг сайжруулж, улмаар хурдны гүйцэтгэлийг сайжруулдаг.
- Гадаргуугийн бүрхүүлийн өөрчлөлт: Графитжуулсан газрын тосны коксыг аморф нүүрстөрөгч, металлын исэл эсвэл полимер зэрэг материалаар бүрж, "цөм бүрхүүл" бүтэцтэй бөөмсийг бий болгоно. Бүрхүүл давхарга нь электролиттой шууд харьцахыг тусгаарлаж, гадаргуугийн идэвхтэй цэгүүдийг багасгаж, гадаргуугийн талбайг багасгаж, литийн ионуудын оруулах болон диффузийн чадварыг нэгэн зэрэг нэмэгдүүлж, улмаар мөчлөгийн тогтвортой байдлыг сайжруулна.
II. Бага температурын гүйцэтгэлийг сайжруулах
Асуудал: Бага температуртай орчинд графитжуулсан газрын тосны кокс дахь литийн ионуудын диффузийн хурд буурч, батерейны гүйцэтгэл буурахад хүргэдэг. Сайжруулах заавар:
- Зөөлөн нүүрстөрөгчтэй холих: Бал чулуун анодод тодорхой хэмжээний зөөлөн нүүрстөрөгч оруулах нь батерейны бага температурт цэнэглэх гүйцэтгэлийг сайжруулж чадна. Зөөлөн нүүрстөрөгч нь давхаргын хоорондох зай ихтэй, электролиттой сайн нийцдэг аморф бүтэцтэй тул бага температурт маш сайн гүйцэтгэл үзүүлдэг. Гэсэн хэдий ч бага температурын гүйцэтгэл болон мөчлөгийн ашиглалтын хугацааг тэнцвэржүүлэхийн тулд холих харьцааг сайтар хянаж байх хэрэгтэй.
- Электролитийн найрлагыг оновчтой болгох: Бага температурт электролитийн зуурамтгай чанарыг бууруулж, литийн ионуудын диффузийн хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулд шинэ нэмэлтүүд нэмэх эсвэл уусгагчийн найрлагыг өөрчлөх замаар электролитийн найрлагыг оновчтой болгоно.
III. Бүтцийн бат бөх, тогтвортой байдлыг сайжруулах
Асуудал: Өндөр хүчин чадалтай, тогтвортой цэнэглэх-цэнэггүйжүүлэх платформтой хэдий ч өндөр графитжуулсан нүүрстөрөгчийн материалууд нь мөчлөгийн гүйцэтгэл болон бага температурын гүйцэтгэл муу байж болно. Сайжруулах заавар:
- Графитжилтын түвшинг хянах: Графитжилтын процессын явцад бичил талстуудын хоорондох зарим аморф бүтцийг хадгалахын тулд графитжилтын түвшинг хянаж, улмаар бүтцийн бат бөх чанарыг тодорхой түвшинд байлгах хэрэгтэй.
- Нано бүтцийг танилцуулах нь: Нано бүтэц буюу сүвэрхэг бүтэц бий болгосноор литийн ионуудыг оруулах болон гаргаж авах сувгуудын тоог нэмэгдүүлж, материалын бүтцийн тогтвортой байдлыг сайжруулж болно.
IV. Анхны үр ашгийг сайжруулах, зардлыг бууруулах
Асуудал: Анод материалын хувьд бал чулуужсан газрын тосны кокс нь анхны үр ашиг багатай, үйлдвэрлэлийн өртөг өндөр байж болно. Сайжруулах заавар:
- Гадаргуугийн исэлдэлтийн боловсруулалт: Графитжуулсан газрын тосны коксыг хүчтэй исэлдүүлэгч бодисын уусмалаар боловсруулж, гадаргуугийн идэвхтэй потенциалыг исэлдүүлж, идэвхгүйжүүлж, функциональ бүлгүүдийг бууруулж, улмаар анхны үр ашгийг сайжруулна.
- Үйлдвэрлэлийн процессыг оновчтой болгох: Үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулж, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд кальцинжуулах, бал чулуужуулах зэрэг үйлдвэрлэлийн процессыг сайжруулна.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 10-р сарын 16