በተለያዩ የአጠቃቀም መስኮች (እንደ ሊቲየም ባትሪ አኖዶች እና ለአሉሚኒየም ካቶዶች) ለግራፊክ የፔትሮሊየም ኮክ የሚያስፈልጉት ዋና ዋና የኢንዴክስ መስፈርቶች ምንድን ናቸው?

በሁለት ቁልፍ የአጠቃቀም መስኮች ውስጥ ለግራፊታይዝድ ፔትሮሊየም ኮክ የተለያዩ የማጣቀሻ መስፈርቶች፡ ሊቲየም-አዮን ባትሪ አኖዶች እና አሉሚኒየም ካቶዶች

ለግራፊታይዝድ ፔትሮሊየም ኮክ የሚያስፈልጉት የኢንዴክስ መስፈርቶች በሊቲየም-አዮን ባትሪ አኖዶች እና በአሉሚኒየም ካቶዶች ውስጥ በኬሚካላዊ ቅንብር፣ በአካላዊ መዋቅር እና በኤሌክትሮኬሚካል አፈፃፀም ላይ ከፍተኛ ልዩነቶችን ያሳያሉ። ዋና ዋና ቅድሚያ የሚሰጣቸው ነገሮች እንደሚከተለው ተጠቃለዋል፡

I. የሊቲየም-አዮን ባትሪ አኖዶች፡- እንደ ኮር፣ መዋቅራዊ መረጋጋትን ከግምት ውስጥ በማስገባት የኤሌክትሮኬሚካል አፈጻጸም

1. ዝቅተኛ የሰልፈር ይዘት (<0.5%)
   የሰልፈር ቅሪቶች በግራፍታይዜሽን ወቅት የክሪስታል መኮማተር እና መስፋፋትን ሊያስከትሉ ይችላሉ፣ ይህም የኤሌክትሮድ ስብራት ያስከትላል። በተጨማሪም፣ ሰልፈር በከፍተኛ ሙቀት ጋዞችን ሊለቅ ይችላል፣ ይህም ጠንካራውን የኤሌክትሮላይት ኢንተርፋዝ (SEI) ፊልም ሊጎዳ እና የማይቀለበስ የአቅም ማጣት ያስከትላል። ለምሳሌ፣ GB/T 24533-2019 በሊቲየም-አዮን ባትሪ አኖዶች ውስጥ ጥቅም ላይ ለሚውለው ግራፋይት ጥብቅ የሰልፈር ይዘት ቁጥጥርን ያዛል።
2. ዝቅተኛ የአመድ ይዘት (≤0.15%)
   በአመድ ውስጥ ያሉ የብረት ቆሻሻዎች (ለምሳሌ ሶዲየም፣ ብረት) የኤሌክትሮላይት መበስበስን ያባብሳሉ፣ የባትሪ መበላሸትን ያፋጥናሉ። የሶዲየም ቆሻሻዎች የአኖድ ማር ኦክሳይድን ሊያስከትሉ ይችላሉ፣ ይህም የዑደት ህይወትን ይቀንሳል። ከፍተኛ ንፅህና ያለው ግራፋይት የአመድ ይዘት ከ0.15% በታች ለመቀነስ "ሶስት-ከፍተኛ" ሂደት (ከፍተኛ ሙቀት፣ ከፍተኛ ግፊት፣ ከፍተኛ ንፅህና ጥሬ እቃዎች) ያስፈልገዋል።
3. ከፍተኛ ክሪስታሊኒቲ እና ተኮር ዝግጅት
   • ከፍተኛ እውነተኛ ጥግግት፡ የግራፋይት ክሪስታሊንነትን ያንፀባርቃል፤ ከፍተኛ እውነተኛ ጥግግት የሊቲየም-አዮን ማስገቢያ/ማውጣት የተደረደሩ ቻናሎችን ያረጋግጣል፣ ይህም የፍጥነት አፈፃፀምን ያሻሽላል።
   • ዝቅተኛ የሙቀት ማስፋፊያ ኮፊሸንት፡- የመርፌ ኮክ፣ ፋይበር አወቃቀሩ ያለው፣ ከስፖንጅ ኮክ በ30% ያነሰ የሙቀት ማስፋፊያ ኮፊሸንት ያሳያል፣ ይህም በቻርጅ/በማውጣት ዑደቶች ወቅት የመጠን መስፋፋትን ይቀንሳል (ለምሳሌ፣ አኒሶትሮፒክ ግራፋይት በሲ-ዘንግ ላይ ይስፋፋል፣ ይህም የባትሪ እብጠት ያስከትላል)።
4. የተመጣጠነ የቅንጣት መጠን እና የተወሰነ የገጽታ ስፋት
   • ሰፊ የቅንጣት መጠን ስርጭት፡- የተመቻቸ D10፣ D50 እና D90 መለኪያዎች ትናንሽ ቅንጣቶች በትልልቅ ቅንጣቶች መካከል ክፍተቶችን እንዲሞሉ ያስችላቸዋል፣ ይህም የቧንቧ ጥግግትን ያሻሽላል (ከፍተኛ የቧንቧ ጥግግት በአንድ አሃድ መጠን ንቁ የሆነ የቁስ ጭነትን ይጨምራል፣ ምንም እንኳን ከመጠን በላይ የሆኑ መጠኖች የኤሌክትሮላይት እርጥብነትን ቢቀንሱም)።
   • መካከለኛ የተወሰነ የገጽታ ስፋት፡ ከፍተኛ የተወሰነ የገጽታ ስፋት (>10 ሜ²/ግ) የሊቲየም-አዮን ፍልሰት መንገዶችን ያሳጥራል፣ ይህም የፍጥነት አፈጻጸምን ይጨምራል፣ ነገር ግን የSEI ፊልም ስፋትን ያሳድጋል፣ ይህም የመጀመሪያ የኩሎሚክ ቅልጥፍናን (ICE) ይቀንሳል።
5. ከፍተኛ የመጀመሪያ የኩሎምቢክ ቅልጥፍና (≥92.6%)
   በመጀመሪያው የኃይል መሙያ/የማውጣት ዑደት ወቅት የSEI ምስረታ ወቅት የሊቲየም ፍጆታን መቀነስ ከፍተኛ የኃይል ጥግግትን ለመጠበቅ ወሳኝ ነው። መመዘኛዎች የመጀመሪያ የመውጫ አቅም ≥350.0 mAh/g እና ICE ≥92.6% ያስፈልጋቸዋል።

II. የአሉሚኒየም ካቶዶች፡- ኮንዳክቲቭነት እና የሙቀት ድንጋጤ መቋቋም እንደ ዋና ቅድሚያ የሚሰጣቸው ነገሮች

1. ደረጃ የተሰጠው የሰልፈር ይዘት ቁጥጥር
   • ዝቅተኛ-ሰልፈር ኮክ (S < 0.8%)፡- በብረት ሥራ ወቅት በሰልፈር ምክንያት የሚፈጠረውን የጋዝ እብጠት እና ስንጥቅ ለመከላከል በፕሪሚየም ግራፋይት ኤሌክትሮዶች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል፣ ይህም በአንድ ቶን የብረት ፍጆታን ይቀንሳል (ለምሳሌ፣ አንድ ድርጅት ዝቅተኛ-ሰልፈር ኮክ በመጠቀም የአኖድ ፍጆታን በ12% ቀንሷል)።
   • መካከለኛ-ሰልፈር ኮክ (S 2%–4%)፡- ለአሉሚኒየም ኤሌክትሮላይዝስ አኖዶች ተስማሚ፣ ወጪን እና አፈፃፀምን ማመጣጠን።
2. ከፍተኛ የአመድ መቻቻል (በተወሰኑ የንጽህና ቁጥጥሮች)
   በአመድ ውስጥ ያለው የቫናዲየም ይዘት ≤0.03% መሆን አለበት፤ ይህም የአሉሚኒየም ኤሌክትሮላይዝስ የጅረት ቅልጥፍና በየጊዜው እንዳይቀንስ ያደርጋል። የሶዲየም ቆሻሻዎች የአኖድ ማር ማር ኦክሳይድን ለመከላከል ጥብቅ ቁጥጥር ያስፈልጋቸዋል።
3. ከፍተኛ ክሪስታሊኒቲ እና የሙቀት ድንጋጤ መቋቋም
   የመርፌ ኮክ ከፍተኛ ጥግግት፣ ጥንካሬ፣ ዝቅተኛ አቢሌሽን እና እጅግ በጣም ጥሩ የሙቀት ድንጋጤ መቋቋምን ስለሚያቀርብ በፋይበር አወቃቀሩ ይመረጣል፣ ይህም በአሉሚኒየም ኤሌክትሮላይዝስ ወቅት በተደጋጋሚ የሙቀት መለዋወጥን ለመቋቋም ያስችለዋል። ዝቅተኛ የሙቀት መስፋፋት ኮፊሸንት የመዋቅር ጉዳትን ይቀንሳል፣ የካቶድ ዕድሜን ያራዝማል።
4. የንጥረ ነገር መጠን እና ሜካኒካል ጥንካሬ
   • የሚመረጠው የላምፕ ቅንጣቶች፡- በማጓጓዝ እና በካልሲኔሽን ወቅት እንዳይሰበር ለመከላከል የዱቄት ኮክ ይዘትን ይቀንሳል፣ ይህም የሜካኒካል ጥንካሬን ያረጋግጣል።
   • ከፍተኛ የካልሲኔድ ኮክ መጠን፡ 70% የካልሲኔድ ኮክ በአሉሚኒየም ኤሌክትሮሊሲስ አኖዶች ውስጥ የኮንዳክቲቭነት እና የዝገት መቋቋምን ለማሻሻል ጥቅም ላይ ይውላል።
5. ከፍተኛ የኤሌክትሪክ ማስተላለፊያ
   የመርፌ ኮክ ኤሌክትሮዶች 100,000 ኤ ጅረቶችን መሸከም የሚችሉ ሲሆን፣ በአንድ ምድጃ ውስጥ የብረት ሥራ ውጤታማነት 25 ደቂቃ እና ከተለመደው ኮክ በሦስት እጥፍ የሚበልጥ ኮንዳክሽን ያስገኛል፣ ይህም የኃይል ፍጆታን በእጅጉ ይቀንሳል።

III. የዋና ልዩነቶች ማጠቃለያ

IV. የኢንዱስትሪ አዝማሚያዎች

• የሊቲየም-አዮን ባትሪ አኖዶች፡- አዳዲስ የኑክሌር መዋቅር ኮክ (ራዲያል ሸካራነት) እና ፒች-የተሻሻለ ካልሲንድ ኮክ (ጠንካራ የካርቦን አኖድ ዑደት ዕድሜን የሚያሻሽል) የኃይል ጥግግትን እና የዑደት አፈጻጸምን የበለጠ ለማሻሻል አዳዲስ የምርምር ቦታዎች ናቸው።
• የአሉሚኒየም ካቶዶች፡- ለሲሊኮን ካርቦይድ መፍጨት 750 ሚሜ ትልቅ መጠን ያላቸው መርፌ ኮክ ኤሌክትሮዶች እና መካከለኛ-ሰልፈር ኮክ ፍላጎት እየጨመረ መምጣቱ የቁሳቁስ እድገትን ወደ ከፍተኛ የኮንክሪት እና የአለባበስ መቋቋም እያመራ ነው።