石墨電極的鋰化與膨脹過程

鋰離子電池鼓脹是一個常見的問題，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致的鼓脹；二是由于電解液氧化分解產氣導致的鼓脹。它對一般化學溶劑、石油產品、酯類、蒸汽、還頃性介質等均保持良好的化學穩(wěn)定性。電池鼓脹，一方面電池厚度和應力的改變可能引起電池性能的變化,對電池的壽命和可靠性造成不利的影響。另一方面也制約了電池的成組設計。

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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。生鐵在電弧爐煉鋼中，一般被用來提高爐料的配碳量，通常配入量不超過爐料的30%。整個過程可以分為a~e多個階段，隨著石墨層間嵌入的鋰含量增加（x逐漸增加），LixC6 存在幾種不同的相，表1列出了這幾種相的特征，x表示化合物LixC6中鋰的摩爾含量，d是晶格參數石墨層間距，隨著鋰嵌入量增加，石墨從2H相依次轉變，SOC50%時，轉變?yōu)長iC12，完全鋰化后變?yōu)長iC6，理論容量為372mAh/g。這個轉變過程中，層間距d逐步增加，從而導極片厚度增加。

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石墨電極加工要點，你都記下了嗎

一. 石墨電極的類型

(1) 自由表面成形電極:

特點: 其有圓角調節(jié)面,無銳利腔體和邊角；

刀具選用: 球形銑刀；

缺點: 加工路徑長,耗時多。

(2) 棱柱面電極:

特點: 由棱柱幾何面構成,無圓角,有簡單的彎曲面,柱面和銳角邊；

刀具選用: 平底銑刀、球形銑刀；

缺點: 需考慮若干特殊位置的加工狀態(tài)。