He aha nā mea nui e nānā ʻia ana e nā koi kuhikuhi no ka graphitized petroleum coke ma nā ʻano noi like ʻole (e like me nā anodes pākahiko lithium a me nā cathodes no ka alumini)?

Nā Koina Divergent Index no ka Graphitized Petroleum Coke ma ʻelua mau kahua noi koʻikoʻi: Lithium-ion Battery Anodes a me Aluminum Cathodes

Hōʻike nā koi kuhikuhi no ka coke petroleum graphitized i nā ʻokoʻa koʻikoʻi i ka haku mele kemika, ke ʻano kino, a me ka hana electrochemical ma waena o nā anodes pākahiko lithium-ion a me nā cathodes alumini. Ua hōʻuluʻulu ʻia nā mea nui e like me kēia:

I. Nā Anodes Pākahi Lithium-ion: Hana Electrochemical ma ke ʻano he Core, me ka noʻonoʻo ʻia ʻana o ke kūpaʻa kūkulu

1. Ka nui o ka sulfur haʻahaʻa (<0.5%)
   Hiki i nā koena sulfur ke hoʻoulu i ka ʻūlū ʻana o ka kristal a me ka hoʻonui ʻana i ka wā o ka graphitization, e hana ana i ka haki electrode. Eia kekahi, hiki i ka sulfur ke hoʻokuʻu i nā kinoea ma nā mahana kiʻekiʻe, e hōʻino ana i ka ʻili electrolyte interphase paʻa (SEI) a alakaʻi i ka nalowale o ka hiki ke hoʻihoʻi ʻole ʻia. No ka laʻana, ua kauoha ʻo GB/T 24533-2019 i ka kaohi koʻikoʻi o ka ʻike sulfur no ka graphite i hoʻohana ʻia i nā anodes pākahiko lithium-ion.
2. Ka nui o ka lehu haʻahaʻa (≤0.15%)
   ʻO nā mea haumia metala i loko o ka lehu (e like me ka sodium, ka hao) e hoʻoulu ai i ka hoʻoheheʻe electrolyte, e hoʻolalelale ana i ka hoʻohaʻahaʻa ʻana o ka pila. Hiki i nā mea haumia sodium ke hoʻoulu i ka oxidation honeycomb anode, e hōʻemi ana i ke ola pōʻaiapuni. Pono ka graphite maʻemaʻe kiʻekiʻe i kahi kaʻina hana "ʻekolu-kiʻekiʻe" (mahana kiʻekiʻe, kaomi kiʻekiʻe, nā mea maka maʻemaʻe kiʻekiʻe) e hōʻemi i ka nui o ka lehu ma lalo o 0.15%.
3. ʻO ke Crystallinity kiʻekiʻe a me ka hoʻonohonoho ʻana i kuhikuhi ʻia
   • ʻO ka Density ʻoiaʻiʻo kiʻekiʻe: Hōʻike i ka crystallinity graphite; ʻo ka density ʻoiaʻiʻo kiʻekiʻe e hōʻoia i nā kahawai i hoʻonohonoho ʻia no ka hoʻokomo/hoʻokaʻawale ʻana o ka lithium-ion, e hoʻonui ana i ka hana wikiwiki.
   • ʻO ke koina hoʻonui wela haʻahaʻa: ʻO ka coke needle, me kona ʻano fibrous, hōʻike i kahi koina hoʻonui wela haʻahaʻa he 30% ma mua o ka coke sponge, e hōʻemi ana i ka hoʻonui ʻana o ka leo i ka wā o nā pōʻaiapuni hoʻouka/hoʻokuʻu (e like me ka hoʻonui ʻana o ka graphite anisotropic ma ke axis C, e hoʻoulu ai i ka pehu ʻana o ka pila).
4. Ka nui o nā ʻāpana kaulike a me ka ʻāpana ʻili kikoʻī
   • Ka Hoʻolaha Nui ʻĀpana: ʻO nā palena D10, D50, a me D90 i hoʻomaikaʻi ʻia e hiki ai i nā ʻāpana liʻiliʻi ke hoʻopiha i nā hakahaka ma waena o nā mea nui aʻe, e hoʻomaikaʻi ana i ka nui o ka piula wai (ʻo ka nui o ka piula wai e hoʻonui i ka ukana mea hana no kēlā me kēia anakahi leo, ʻoiai ʻo nā pae kiʻekiʻe e hōʻemi ana i ka pulu electrolyte).
   • ʻĀpana ʻIli Kūikawā Kaulike: ʻO ka ʻāpana ʻili kikoʻī kiʻekiʻe (>10 m²/g) e hoʻopōkole i nā ala neʻe lithium-ion, e hoʻonui ana i ka hana wikiwiki, akā e hoʻonui i ka ʻāpana kiʻiʻoniʻoni SEI, e hoʻohaʻahaʻa ana i ka pono coulombic mua (ICE).
5. Ka Hana Kūpono Coulombic Hoʻomaka Kiʻekiʻe (≥92.6%)
   ʻO ka hōʻemi ʻana i ka hoʻohana ʻana i ka lithium i ka wā o ka hoʻokumu ʻana o SEI i ka wā o ka pōʻaiapuni hoʻouka/hoʻokuʻu mua he mea koʻikoʻi ia no ka mālama ʻana i ka nui o ka ikehu. Pono nā kūlana i ka mana hoʻokuʻu mua ≥350.0 mAh/g a me ICE ≥92.6%.

II. Nā Cathodes Alumini: ʻO ke alakaʻi a me ke kūpaʻa ʻana i ka haʻalulu wela ma ke ʻano he mau mea nui

1. Ka Mana Hoʻomalu ʻIke Sulfur i Hoʻonohonoho ʻia
   • ʻO Coke haʻahaʻa-sulfur (S < 0.8%): Hoʻohana ʻia i loko o nā electrodes graphite premium e pale aku i ka pehu kinoea i hoʻokomo ʻia e ka sulfur a me ka haki ʻana i ka wā o ka hana kila, e hōʻemi ana i ka hoʻohana ʻana i ke kila no kēlā me kēia tona (e laʻa, ua hōʻemi kekahi ʻoihana i ka hoʻohana ʻana i ka anode ma 12% me ka hoʻohana ʻana i ka coke haʻahaʻa-sulfur).
   • ʻO Coke sulfur-waena (S 2%–4%): Kūpono no nā anodes electrolysis alumini, ke kaulike nei i ke kumukūʻai a me ka hana.
2. Ke Hoʻomanawanui Lehu Kiʻekiʻe (me nā Mana Hoʻomalu Haumia Kūikawā)
   Pono ka nui o ka vanadium i loko o ka lehu he ≤0.03% i mea e pale aku ai i ka emi pinepine ʻana o ka pono o ke au electrolysis alumini. Pono ka kaohi koʻikoʻi i nā haumia sodium e pale aku ai i ka oxidation o ka honeycomb anode.
3. ʻO ke kū'ē ʻana i ka crystallinity kiʻekiʻe a me ka thermal shock
   ʻOi aku ka makemake ʻia o ka needle coke no kona ʻano fibrous, kahi e hāʻawi ai i ke kiʻekiʻe o ka density, ka ikaika, ka ablation haʻahaʻa, a me ke kūpaʻa haʻalulu thermal maikaʻi loa, e hiki ai iā ia ke kū i nā loli thermal pinepine i ka wā o ka electrolysis alumini. ʻO ka coefficient hoʻonui thermal haʻahaʻa e hōʻemi i ka pōʻino kūkulu, e hoʻolōʻihi ana i ke ola cathode.
4. Ka nui o ka ʻāpana a me ka ikaika mīkini
   • Makemake ʻia nā ʻāpana puʻupuʻu: Hoʻemi i ka nui o ka pauka coke e pale ai i ka haki ʻana i ka wā o ka halihali a me ka calcination, e hōʻoiaʻiʻo ana i ka paʻa mechanical.
   • Ka nui o ka Coke Calcined: Hoʻohana ʻia ka 70% calcined coke i nā anodes electrolysis alumini e hoʻoikaika i ka conductivity a me ke kūpaʻa i ka corrosion.
5. Ka Hoʻokele Uila Kiʻekiʻe
   Hiki i nā electrodes needle coke ke lawe i nā au he 100,000 A, e hoʻokō ana i ka pono hana kila o 25 mau minuke no kēlā me kēia umu a me ka conductivity ʻekolu manawa kiʻekiʻe ma mua o ka coke maʻamau, e hoʻemi nui ana i ka hoʻohana ʻana i ka ikehu.

III. Hōʻuluʻulu Manaʻo o nā ʻOkoʻa Koʻikoʻi

IV. Nā ʻAno Hana ʻOihana

• ʻO nā Anodes pākahiko Lithium-ion: ʻO ka coke i hoʻonohonoho ʻia i ka nuklea hou (ʻano radial) a me ka coke calcined i hoʻololi ʻia i ka pitch (e hoʻonui ana i ke ola pōʻaiapuni anode kalapona paʻakikī) nā wahi noiʻi e kū mai ana e hoʻonui hou aku i ka nui o ka ikehu a me ka hana pōʻaiapuni.
• Nā Cathode Alumini: ʻO ka ulu ʻana o ke koi no nā electrodes coke nila nui 750 mm a me ka medium-sulfur coke no ka wili silicon carbide e hoʻokele nei i ka hoʻomohala ʻana o nā mea i ka conductivity kiʻekiʻe a me ke kūpaʻa ʻana i ka ʻaʻahu.