石墨電極的鋰化與膨脹過程

電池內(nèi)部產(chǎn)氣是導(dǎo)致電池鼓脹的一個重要原因，無論是電池在常溫循環(huán)、高溫循環(huán)、高溫擱置時，其均會產(chǎn)生不同程度的鼓脹產(chǎn)氣。石墨紐扣半電池鋰化以及極片膨脹過程如圖1所示，一次放電鋰化時，隨著鋰離子嵌入石墨層間，電極電勢逐漸降低，而極片厚度膨脹率逐漸增加。據(jù)目前研究結(jié)果顯示，引起電芯脹氣的本質(zhì)是電解液發(fā)生分解所致。電解液分解有兩種情況，一個是電解液有雜質(zhì)，比如水分和金屬雜質(zhì)使電解液分解產(chǎn)氣，另一個是電解液的電化學(xué)窗口太低，造成了充電過程中的分解，電解液中的EC、DEC等溶劑在得到電子后，均會產(chǎn)生自由基，自由基反應(yīng)的直接后果就是產(chǎn)生低沸點的烴類、酯類、醚類和CO2等。

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?如何辨別石墨電極的優(yōu)劣。

材料的固有電阻率。根據(jù)我司對于材料的特性統(tǒng)計，如果材料的平均顆粒相同，電阻率大的放電速度會比電阻率小的慢。電極折斷與石墨電極和接頭的自身質(zhì)量、加工配合有關(guān)，也與煉鋼操作有關(guān)，產(chǎn)生原因往往是鋼廠與電極生產(chǎn)廠爭議的焦點。對于同等平均粒徑的材料，電阻率小的材料，其強(qiáng)度和硬度也會相應(yīng)略低于電阻率高的材料。即，放電的速度、損耗會有所不同。故此，根據(jù)實際應(yīng)用的需要選擇材料非常重要。由于粉末冶金的特殊性，對于每一個批號材料的各參數(shù)都有其材料的代表值有一定的波動范圍。但同一檔次的石墨材料，其放電效果非常接近，由于各種參數(shù)造成的應(yīng)用效果的差異非常小。

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?石墨電極加工策略

盡管石墨是一種很穩(wěn)定的材料，對人健康沒有直接不良影響，用肥皂很容易清洗干凈。但是石墨切屑可能以粉塵、污染物等形式影響環(huán)境安全，此外粉塵也對人有害。由于粉末冶金的特殊性，對于每一個批號材料的各參數(shù)都有其材料的代表值有一定的波動范圍。因此加工時使用吸塵設(shè)備和口罩。切屑形態(tài)是通過粉屑、斷裂切屑以及所使用的切削介質(zhì)來影響刀具磨損的。強(qiáng)烈吹風(fēng)可避免石墨顆粒的二次磨損。加工浸漬電解質(zhì)后的石墨時，刀具磨損急劇下降。此外必須高度重視石墨粉末的清理，應(yīng)配有將精加工石墨粉吸入潮濕裝置的設(shè)備，在粗加工時則要有清潔循環(huán)并間斷地過濾選擇適當(dāng)?shù)募庸l件對于刀具的壽命有相當(dāng)大的影響。

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