Kremíkový kov pre kremíkové{0}}uhlíkové anódy: od čistoty po veľkosť častíc

Vysoká{0}}čistotaSilikónový kovmožno použiť ako predradený zdroj kremíka pre materiály s kremíkovou -uhlíkovou batériou, ale zvyčajne sa nepoužíva priamo ako anóda lítium{1}}iónovej batérie. Následní výrobcovia potrebujú premeniť kremíkový kov na kremíkový prášok alebo{3}}kompozitné prekurzory na báze kremíkaanódy kremíkovej-karbónovej batériedrvením, mletím, kontrolou veľkosti častíc, úpravou povrchu, uhlíkovým poťahovaním alebo spracovaním kompozitov.

Pre spoločnosti zaoberajúce sa batériovým materiálom nie je kľúčový nákupný bod lenObsah Si. Musíte tiež potvrdiťFe, Al, Ca, B, P, O a iné kontroly nečistôt, spôsob veľkosti častíc, povrchová oxidácia, kompatibilita spracovania prášku, testovanie COA/ICP-OES a konzistencia šarže. Tieto faktory môžu ovplyvniť následnú prípravu silikónového prášku, spracovanie uhlíkového kompozitu, disperziu suspenzie, počiatočnú coulombickú účinnosť a stabilitu pri cyklovaní.

Požiadajte o{0}}špecifikáciu kremíkového kovu s vysokou čistotou

Prečo sa kremík používa v batériových anódach ďalšej{0}}generácie

Kremík sa používa v anódach lítium-iónových batérií ďalšej{0}}generácie- hlavne preto, že jeho teoretická špecifická kapacita je oveľa vyššia ako u tradičného grafitu. Teoretická kapacita grafitu je cca372 mAh/g, zatiaľ čo kremík sa bežne cituje na cca3 579 mAh/g pre Li₁5Si4 pri izbovej teplote, pričom staršie teoretické hodnoty dosahujú cca4 200 mAh/gv závislosti od modelu litiácie. To je dôvod, prečo sa anódy na báze kremíka- považujú za dôležitú cestu na zlepšenie hustoty energie batérie.

Výhoda kremíka však prináša aj jasné inžinierske výzvy. Kremík podlieha výraznej objemovej zmene počas litiácie a delitiácie. Táto objemová expanzia môže spôsobiť rozdrvenie častíc, praskanie štruktúry elektród, stratu vodivého kontaktu a rýchle vyblednutie kapacity. Nedávne recenzie o anódach na báze kremíka- tiež poukazujú na to, že napätie spôsobené expanziou objemu môže viesť k rozdrveniu kremíkovej elektródy, zníženiu kapacity a prípadnému zlyhaniu batérie.

Preto kremíkové-uhlíkové anódy nie sú len o „nahradení grafitu kremíkom“. Presnejšia technická cesta je dopoužívať uhlíkové štruktúry na vyrovnávanie expanzie objemu kremíka pri zachovaní vodivej siete a stability rozhrania. To je dôvod, prečo sa kremíkové-uhlíkové kompozity, uhlíkový povlak, porézne štruktúry a kontrola veľkosti častíc stali kľúčovými smermi v nadväzujúcom vývoji materiálov.

Od kremíkového kovu k kremíkovému{0}}karbónovému kompozitu

Keď kremíkový kov vysokej{0}}čistoty vstúpi do dodávateľského reťazca kremíkovej{1}}uhlíkovej anódy, zvyčajne prechádza niekoľkými krokmi spracovania:

Hrudky/granule kremíkového kovu vysokej{0}}čistoty → drvenie → mletie → klasifikácia veľkosti častíc → povrchová úprava → uhlíkové poťahovanie alebo spracovanie uhlíkového kompozitu → silikón-uhlíkový anódový materiál.

V tomto procese je kremíkový kov iba predradeným zdrojom kremíka. Jeho hodnota spočíva v poskytovaní stabilnej vysoko{1}}čistej kremíkovej základne, nie v priamom určovaní konečného výkonu batérie. To, čo skutočne ovplyvňuje výkonnosť následného materiálu, zahŕňa to, či je čistota zdroja kremíka stabilná, či sú kovové nečistoty kontrolované, či je veľkosť častíc vhodná na ďalšie mletie, či je kontrolovaná povrchová oxidová vrstva a či rôzne šarže zostávajú konzistentné.

V prípade kremíkových-uhlíkových kompozitných materiálov môžu porézne uhlíkové štruktúry, uhlíkové povlakové vrstvy a kompozitné rozhrania do určitej miery pomôcť tlmiť zmenu objemu kremíka. Porézna štruktúra môže poskytnúť tlmiaci priestor pre expanziu kremíka, čo pomáha zlepšiť rozmerovú stabilitu elektródy.

Prečo samotná čistota nestačí

Mnohí dodávatelia zdôrazňujú "99%", "99,9%", "99,99%" alebo dokonca vyššie úrovne čistoty. Avšak pre spoločnosti zaoberajúce sa batériovým materiálom,celková čistota nie je rovnaká ako kompatibilita-batérie. Aj keď je obsah Si vysoký, nestabilná kontrola Fe, Al, Ca, B, P, O a iných nečistôt môže stále ovplyvniť následné spracovanie prášku a elektrochemický výkon.

Fe, Al a Casú bežné kovové nečistoty v kremíkovom kove. Môžu pochádzať zo surovín, procesov tavenia, drvenia alebo mletia. Pri kontrole kvality materiálu anódy batérie sú tieto prvky často zahrnuté do testovania nečistôt, pretože môžu ovplyvniť konzistenciu materiálu a stabilitu následného spracovania.

B a Psú obzvlášť citlivé na kremíkové materiály. Nie sú to len bežné stopové nečistoty, ale môžu ovplyvniť aj vlastnosti polovodičov a elektrochemické správanie kremíkových materiálov. Pri projektoch špičkových-kremíkových{3}}uhlíkových anód by kupujúci nemali kontrolovať iba celkový obsah Si; mali by tiež požiadať dodávateľa o poskytnutie podrobného profilu nečistôt.

O a povrchová oxidová vrstvatiež vyžadujú pozornosť. Povrchy silikónového prášku môžu ľahko vytvárať oxidové vrstvy. Riadená povrchová oxidová vrstva sa môže podieľať na stabilizácii rozhrania, ale nadmerný obsah kyslíka môže ovplyvniť povlak uhlíka, medzifázové reakcie a počiatočnú účinnosť. Na účely akceptácie dodávateľského reťazca by sa obsah kyslíka a stav povrchu mali hodnotiť spolu s následnou cestou procesu, a nie posudzovať len podľa jednej pevnej hodnoty.

Technické špecifikácie, ktoré by si kupujúci mali skontrolovať

Nasledujúce parametre možno použiť ako technický overovací rámec pre zákazníkov v zámorských krajinách pri nákupe-kremíkového kovu alebo prekurzorov kremíkového prášku vysokej čistoty. Konečné špecifikácie by mali byť potvrdené podľa následného procesu, cieľového anódového systému a zmluvných požiadaviek.

Skontrolujte kvalitu kremíkového kovu pre svoj projekt Si{0}}C anódy

Overenie kvality: COA, ICP{0}}OES, PSD a konzistencia šarže

Pri nákupe-kremíkového kovu vysokej čistoty by na certifikáte pravosti nemalo byť uvedené iba „Si Väčšie alebo rovné 99,9 %. Hodnotnejší COA by mal obsahovaťFe, Al, Ca, B, P, O, veľkosť častíc alebo veľkosť hrudiek, skúšobná metóda, číslo šarže, dátum skúšky a čistá hmotnosť. Ak je materiál určený pre anódové prekurzory batérií, kupujúci by mali požiadať o úplnejší profil nečistôt.

ICP-OESje vhodný na detekciu Fe, Al, Ca a mnohých ďalších elementárnych nečistôt. Pre prvky nižšej-úrovne alebo citlivejšie prvky si zákazníci môžu vybrať ICP-MS alebo iné analytické metódy podľa svojich interných štandardov. Pokiaľ ide o veľkosť častíc, ak je zakúpeným materiálom kremíkový prášok a nie kremíkové hrudky, kupujúci by mali požiadaťÚdaje PSD vrátane D10, D50 a D90. Ak sú zakúpeným materiálom kremíkové hrudky alebo granule, kupujúci by si mal potvrdiť, či následný spôsob mletia môže konzistentne dosiahnuť cieľovú veľkosť častíc prášku.

Dôležitá je najmä konzistencia dávky. Kvalifikovaná laboratórna vzorka nezaručuje stabilnú dodávku veľkého-objemu. Zákazníci zo zámoria B2B by mali požiadať dodávateľov o poskytnutie čísel šarží, mechanizmov uchovávaných vzoriek,-vzorkovania vzoriek pred odoslaním a možností testovania-treťou stranou. Pre dlhodobé-projekty,rozsah nečistôt, tolerancia PSD, limit povrchového kyslíka, kontrola vlhkosti a spôsob baleniamožno zapísať do zmluvy o technickom obstarávaní.

Ako vysoká-čistota kremíkového kovu podporuje napájacie reťazce anód Si{1}}

Hodnota -dodávateľa kremíkového kovu s vysokou čistotou v dodávateľskom reťazci kremíkových{1}}uhlíkových anód nespočíva len v dodávkach surovín. Spočíva aj v pomoci nadväzujúcim výrobcom znížiť neistotu pri príprave prekurzorov. Stabilný zdroj kremíka umožňuje závodom po prúde znížiť opakované úpravy počas frézovania, klasifikácie, poťahovania uhlíkom a spracovania kompozitov.

Pre spoločnosti zaoberajúce sa materiálmi batérií je spoľahlivejšou metódou nákupu, aby si od začiatku ujasnili nasledujúce položky:

Potrebujete kremíkové hrudky, kremíkové granule alebo kremíkový prášok?
Aká je cieľová čistota a horné limity pre hlavné nečistoty?
Potrebujete kompletné vyšetrenie Fe/Al/Ca/B/P/O?
Máte cieľový rozsah D50 alebo PSD?
Potrebujete inertný obal alebo obal odolný proti vlhkosti-?
Potrebujete testovať-treťou stranou a uchovávať vzorky dávok?

Tento prístup premieňa bežný nákup kremíkového kovu na overiteľné technické obstarávanie pre dodávateľský reťazec batériového materiálu namiesto porovnávania ceny za tonu.

Získajte cenovú ponuku

OZHEN MEDZINÁRODNÝ

Zhenan je profesionálny podnik zaoberajúci sa výrobkami hutníckych a žiaruvzdorných materiálov, ktorý integruje výrobu, spracovanie, predaj a dovoz a vývoz. Vlastníme vlastnú továreň na ploche 30 000 metrov štvorcových s ročnou produkciou a objemom predaja viac ako 150 000 ton.

 

 

Otázka 1: Môže byť kremíkový kov vysokej-čistoty použitý priamo v anódach kremíkových-uhlíkových batérií?

Zvyčajne nie. Kremíkový kov vysokej{1}}čistoty sa vo všeobecnosti používa ako zdroj kremíka. Pred použitím vanódy kremíkovej-karbónovej batérie.

Otázka 2: Prečo sa kremík používa v anódach -lítium-iónových batérií novej generácie-?

Kremík má oveľa vyššiu teoretickú špecifickú kapacitu ako grafit, takže môže pomôcť zlepšiť hustotu energie batérie. Kremík však podlieha výraznej objemovej expanzii počas litiácie. Z tohto dôvodu je na zlepšenie cyklistickej stability zvyčajne potrebný dizajn uhlíkového kompozitu, kontrola veľkosti častíc a konštrukčné inžinierstvo.

Otázka 3: Ktoré nečistoty by mali kupujúci kontrolovať v kremíkových kovoch pre materiály Si-C anód?

Kupujúci by sa mali zamerať na Fe, Al, Ca, B, P, O a ďalšie stopové kovové prvky. Presné testovacie položky by sa mali potvrdiť podľa následného procesu. V prípade projektov na úrovni batérie- by mal certifikát pravosti poskytovať podrobný profil nečistôt, nielen celkový obsah Si.

Q4: Aké testovacie dokumenty by mali dodávatelia poskytnúť?

Dodávatelia by mali poskytnúť minimálne COA, MSDS, TDS, dokumenty o vysledovateľnosti šarží a správy o testoch nečistôt. Ak sa dodáva silikónový prášok, mali by sa poskytnúť aj údaje PSD. Pre projekty s vysokými-požiadavkami je možné pridať ICP-OES, ICP{4}}MS, O/N analýzu alebo správy o testovaní tretích-stran.

Q5: Je veľkosť častíc dôležitejšia ako čistota?

Oboje je dôležité. Čistota určuje základnú kvalitu zdroja kremíka, zatiaľ čo veľkosť častíc a stav povrchu ovplyvňujú následné mletie, disperziu, uhlíkový povlak a konzistenciu elektródy. Pre kremíkové-uhlíkové anódy samotná čistota nestačí na vyhodnotenie materiálovej kompatibility.

Ak kupujeteSilikónový kov vysokej-čistotypre aanóda na kremíkovú-uhlíkovú batériuodporúčame, aby ste pri odosielaní dopytu poskytli cieľový obsah Si, limity Fe/Al/Ca/B/P/O, požadovanú formu materiálu, trasu veľkosti častíc, mesačné množstvo, spôsob balenia, cieľový port a či sa vyžaduje testovanie treťou{0}}stranou.

Na základe vašej cesty prekurzora kremíkovej-uhlíkovej anódy vám môžeme pomôcť potvrdiť-špecifikácie kremíkového kovu s vysokou čistotou, rozsah kontroly nečistôt, dokumenty COA/MSDS/TDS, testovanie ICP-OES, požiadavky PSD, balenie odolné voči vlhkosti-a dlhodobý-plán dodávky šarží.

Pošlite dopyt na silikónový kov