010-82036109
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技術文章
Article以硅（Si）作為鋰離子電池中的負極組件，具備明顯的性能優勢。與當前主要的石墨負極材料相比，硅基負極理論比容量高，高達4200mAh/g，是石墨負極的10倍左右；另外，硅基負極安全性能更佳，其具有較低的脫嵌鋰電位，在充電時可避免表面的析鋰現象，能夠減小電池短路帶來的風險。
通過使用FRITSCH飛馳球磨設備，能夠實現通過各種硅顆粒的幾何形狀快速成型，生產新一代高容量硅基鋰離子電池。
實驗設備與方案
1、實驗設備：
研磨細度：納米級
2、工作原理：
FRITSCH行星式球磨機主要通過研磨球的高能量撞擊進行粉碎。
在實驗過程中，研磨罐中裝有樣品與研磨球，并在與其旋轉方向相反的主盤上沿著自身軸進行旋轉，疊加的離心力使樣品和研磨球在研磨罐內壁反彈，在此狀態下，研磨球將以Ji高的速度砸向研磨罐壁內對角方向上的樣品，從而實現樣品的粉碎。
| 配置/方案 | 方案一 | 方案二 |
| 研磨球 | 3-20mm ZrO2研磨球 | |
| 研磨罐 | ZrO2（內襯）不銹鋼研磨罐 | |
| 分散劑 | 干法（氬氣） | |
| 轉速 | 900rpm | 500rpm |
| 研磨時間 | 1h | 3h （每1h休息一次） |
實驗結果與分析
① 球磨條件對輸入總能量的影響
傳統意義上，球磨工藝通常用于減少顆粒的尺寸，但是在本次實驗中，能夠利用球磨過程中的冷焊現象，來增加硅粉顆粒的尺寸。
之所以能夠實現這樣的控制，是因為在球磨進行的過程中，不同球磨條件下的總能量輸入狀態存在差異。較低的轉速（500rpm）能夠產生較低的能量，而高轉速（900rpm）會產生更高的能量，因此，設置較高的轉速條件，會使粒徑較大的硅顆粒斷裂，因而形成直邊形態。
實驗結果與分析
② 球磨條件對顆粒比表面積的影響
對于鋰離子電池負極材料的優化，負極表面積也是非常關鍵的參數，其能夠影響電池的容量與穩定性。
理論上，高比表面積有益于電池電容的Zui大化，但是，低比表面積卻能夠使消耗鋰的固體電解質界面（SEI）層總體積最小化；因此，為了優化負極材料的形狀和孔隙度，該參數的控制需要滿足一定的平衡。
綜上所述，球磨方法在調控硅負極材料的粒徑、形態與BET比表面積方面的效果得到了證實。通過實驗可以得知，設置較低的球磨轉速能夠使顆粒球化，這對于電池的倍率性能是有益的。另外，通過進一步降低BET表面積，還可以提高硅基負極電池的First庫侖效率與循環壽命。
FRITSCH行星式球磨機加強型
應用優勢
在惰氣環境中研磨
加強型產品的充氣蓋配件可以為研磨體系提供一個穩定的惰性氣體環境，為機械合金化以及高活性樣品的研磨提供氣氛保護。
通過連續測量研磨罐內的氣體壓力和溫度，輕松安全地監測和分析熱效應、物理和化學反應或壓力變動。球磨機自動控制測量，以確保不超過設定的參數。
研磨罐安全嵌入，簡化實驗操作，并使實驗人員與儀器都獲得了最佳的保護。
可調節觸摸屏
僅需單手操作便可輕松完成所有設定。可在觸摸屏上輸入所需的轉速和研磨時間，通過分秒計時器設定間隔時間和暫停時間，可存儲10個運行程序。
RFID智能檢測
RFID芯片中保存有研磨罐的準確參數信息，當研磨罐嵌入到球磨機內，控制系統會檢測該Zhi定的研磨罐，預防不合理的研磨設置、避免誤操作。
當前位置：
