Grafit: od ołówka do magazynu energii

Kiedyś znany jako główny składnik ołówków, dziś niezbędny składnik baterii litowo-jonowych: grafit. Powierzchnia minerału odgrywa decydującą rolę w optymalizacji wydajności baterii.

3,5 milionów ton rocznie
Grafit jest najbardziej stabilną formą węgla i jest stosowany np. w smarach i ołówkach. Jednak ze względu na wysoką przewodność elektryczną grafit jest również istotnym składnikiem wielu produktów elektronicznych, takich jak baterie, elektrody i ogniwa słoneczne.

Obecnie grafit jest siłą napędową technologii akumulatorów litowo-jonowych, a nawet 95% anod wykonanych jest z tego materiału. Globalna konsumpcja wynosi obecnie 3,5 miliona ton rocznie, a liczba ta stale rośnie.

Precyzyjny pomiar dzięki serii Nova
Powierzchnia grafitu ma silny wpływ na wydajność baterii. „Wpływa na szybkość, z jaką jony litu mogą zarówno przenikać między warstwami grafitu, jak i je opuszczać (mechanizm litowania/odlitowywania). Jednak zbyt duża powierzchnia może potencjalnie stwarzać problemy, np. znaczne zmniejszenie wydajności w wyniku niepożądanych reakcji chemicznych. Dlatego ważne jest, aby precyzyjnie kontrolować mielenie grafitu aby uzyskać najlepszą powierzchnię dla charakterystyki docelowej wydajności”, wyjaśnia dr Martin Thomas, główny naukowiec w Anton Paar QuantaTec.

Dokładny pomiar powierzchni umożliwia optymalizację wydajności grafitu w bateriach. Można tego dokonać za pomocą metody adsorpcji gazu – urządzenia z serii Nova firmy Anton Paar zapewniają szybkie i dokładne pomiary powierzchni różnych grafitów, w tym tych o stosunkowo niskiej powierzchni.

Podstawa zrównoważonej energii
Grafit to nadal „kamień węgielny” technologii bateryjnej, a postępy w technologii pomiarowej umożliwią ciągłą optymalizację wydajności tego materiału i wzmacniają jego rolę w transformacji energetycznej.

„To jasno pokazuje, że grafit nie jest tylko prostym narzędziem do pisania, ale wysoce rozwiniętym materiałem, który stanowi ważny element zrównoważonej przyszłości energetycznej” – mówi dr Martin Thomas. „Grafit będzie nadal odgrywał ważną rolę w technologii bateryjnej, a dzięki precyzyjnym pomiarom i kontroli jego powierzchni, być może nawet większą niż dotychczas”.