石墨電極的鋰化與膨脹過程

鋰離子電池鼓脹是一個(gè)常見的問題，特別是大的鋁殼和軟包電池，鋰電池鼓脹的原因分為兩類，一是電池極片的厚度變化導(dǎo)致的鼓脹；二是由于電解液氧化分解產(chǎn)氣導(dǎo)致的鼓脹。電池鼓脹，一方面電池厚度和應(yīng)力的改變可能引起電池性能的變化,對(duì)電池的壽命和可靠性造成不利的影響。它對(duì)一般化學(xué)溶劑、石油產(chǎn)品、酯類、蒸汽、還頃性介質(zhì)等均保持良好的化學(xué)穩(wěn)定性。另一方面也制約了電池的成組設(shè)計(jì)。

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石墨的主要特點(diǎn)

石墨具有較高的高溫強(qiáng)度、低熱膨脹系數(shù)、較好的可加工性和良好的熱、電導(dǎo)率，因此石墨電極廣泛應(yīng)用于冶金、電爐、電火花加工等領(lǐng)域。達(dá)涅利開發(fā)了一種石墨電極冶煉不銹鋼的加料模型，該模型估算出原料占"生產(chǎn)成本的80％以上"。石墨電極廠家在電火花加工方面，新型石墨電極材料及其加工技術(shù)的發(fā)展擴(kuò)展了電火花加工的應(yīng)用范圍，提高了其使用性能。石墨電極與銅電極相比具有電極消耗小、加工速度快、機(jī)械加工性能好、加工精度高、熱變形小、重量輕、表面處理容易、耐高溫、加工溫度高、電極可粘結(jié)等優(yōu)點(diǎn)。

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石墨電極的鋰化與膨脹過程。電池極片的厚度變化又存在以下幾種情況：

（1）極片輥壓后，擱置時(shí)厚度的反彈，壓實(shí)密度越大反彈越大；在相同的應(yīng)力下，粘接劑彈性模量越大，極片擱置反彈越小，干燥也會(huì)導(dǎo)極片反彈。

（2）極片吸收電解液溶脹，極片厚度增加。

（3）充放電過程中，鋰嵌入導(dǎo)致晶格參數(shù)變化引起的電極膨脹。

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?石墨電極的消耗機(jī)理

1、殘端損失。電極連續(xù)使用到上下兩根電極連接處時(shí)，一小段電極或接頭（即殘?bào)w）因本體的氧化變細(xì)或裂紋的貫通而產(chǎn)生脫離。殘端損失的大小與接頭形狀扣型、電極內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電極柱的振動(dòng)、撞擊有關(guān)。

2、表面剝落及掉塊。在冶煉過程中急冷急熱，電極自身的抗熱振性能差導(dǎo)致的結(jié)果。

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