以下は、炭素電極の中核的な利点と欠点の概要であり、複数の研究結果を統合します。
I.主な利点
youdaoplaceholder0低コスト
生産にはグラフ化処理は必要ありませんが、エネルギー消費を大幅に削減します(たとえば、グラフィット化には、1トンあたり約4,500 kWhの追加の電力消費が必要です)。原料は主にコークスであり、その価格は金属電極またはグラファイト電極の価格よりも低いです。
優れた化学的安定性
それは強酸やアルカリの腐食に耐性があり、高温で強い酸化耐性を持ち(表面酸化膜は消費を遅らせることができます)、電気分解や冶金などの過酷な環境に適しています。
良好な電気導電率と電気化学的活動
導電率は、ほとんどの電気化学反応の要件を満たしています。炭素原子の表面は、バイオセンサー(グルコース検出など)の構築を助長するπ-πスタッキングを介して有機/生体分子を吸着させることができます。
環境機能
従来の電極ペーストを交換すると、アスファルトヒューム汚染を減らし、職場環境を改善することができます。
youdaoplaceholder0機械的特性と寸法適合
直径をカスタマイズ(φ780-1400mm)して、アークの安定性と熱融解効率を高めることができます。高温変形に耐性がある45%に耐性がある高機械強度。
youdaoplaceholder0 2。コア欠点
低い充電および排出効率(バッテリーフィールド)
高い特異的表面積と細孔構造は、多数の不可逆的な反応(SEIフィルムによるリチウム/ナトリウムイオンの過度の消費など)につながり、シリコン炭素アノードの最初のクーロン効率は、前リチレーション技術によって改善する必要があります。
ボリューム拡張問題(リチウム/ナトリウムバッテリーアノード)
シリコン炭素複合材料におけるシリコンのリチウムインターカレーション拡張は完全に抑制されていません。長期サイクリングは、構造的な亀裂と容量の減衰を引き起こす可能性があります。
youdaoplaceholder0エネルギー密度は限られています
バッテリーアプリケーションでは、炭素電極(活性炭スーパーキャパシタなど)の実際の比容量は、理論値よりもはるかに低いです。微孔性イオンが入るのが難しいため、特定の表面積使用率は低くなります(典型的な値は22.7%です)。
準備プロセスは複雑です
高性能炭素電極(シリコン炭素コアシェル構造やナノ活性化炭素など)は、多孔性と分散の正確な調節を必要とし、大量生産の一貫性に大きな課題をもたらし、グラファイトアノードよりも高いコストを抱えています。
グラファイト電極よりも腐食抵抗が少ない
アルミニウム電解などのシナリオでは、カーボンアノードの腐食速度はグラファイト電極の腐食率よりも高く、頻繁に交換する必要があります