{"id":18783,"date":"2022-12-26T06:28:22","date_gmt":"2022-12-26T06:28:22","guid":{"rendered":"https:\/\/batteryswapstation.com\/?p=18783"},"modified":"2023-11-09T09:27:34","modified_gmt":"2023-11-09T09:27:34","slug":"hard-carbon-anode","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/batteryswapstation.com\/pt\/hard-carbon-anode\/","title":{"rendered":"Atualiza\u00e7\u00e3o da tecnologia de baterias: \u00e2nodo de carbono duro para baterias de i\u00f5es de s\u00f3dio"},"content":{"rendered":"<div data-elementor-type=\"wp-post\" data-elementor-id=\"18783\" class=\"elementor elementor-18783\" data-elementor-post-type=\"post\">\n\t\t\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-e5688ac elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default rt-parallax-bg-no\" data-id=\"e5688ac\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-493705a\" data-id=\"493705a\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-b19ba4c elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"b19ba4c\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<div style=\"padding-left: 2.2em; padding-right: 2.2em; line-height: 40px;\">A grafite tem principalmente uma estrutura hexagonal com empilhamento ABAB e uma estrutura r\u00f4mbica com empilhamento ABCABC. As duas fases da grafite podem ser interconvertidas, e processos como o tratamento mec\u00e2nico podem levar a um aumento da propor\u00e7\u00e3o da composi\u00e7\u00e3o das fases na grafite, e o tratamento de recozimento a altas temperaturas gerar\u00e1 uma fase termodinamicamente mais est\u00e1vel.\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-d64e3c1 elementor-toc--minimized-on-tablet elementor-widget elementor-widget-table-of-contents\" data-id=\"d64e3c1\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-settings=\"{&quot;headings_by_tags&quot;:[&quot;h2&quot;,&quot;h3&quot;,&quot;h4&quot;],&quot;exclude_headings_by_selector&quot;:[],&quot;marker_view&quot;:&quot;numbers&quot;,&quot;no_headings_message&quot;:&quot;No headings were found on this 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\/>\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-9698908 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"9698908\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<div style=\"padding-left: 2.2em; padding-right: 2.2em; line-height: 40px;\"><h2 id=\"What-is-amorphous-carbon\">O que \u00e9 o carbono amorfo<\/h2><h3 id=\"The-difference-between-graphite-system-and-amorphous-carbon\">A diferen\u00e7a entre o sistema de grafite e o carbono amorfo<\/h3><p>O carbono amorfo inclui principalmente <strong>\u00e2nodo de carbono duro<\/strong> e carbono macio, que normalmente consiste em microestruturas grafitizadas distribu\u00eddas aleatoriamente, nanofolhas de grafeno torcidas e poros entre as microestruturas acima referidas, e carece de uma estrutura de empilhamento ordenada.<\/p><p>A grafite tornou-se a mais comum <a href=\"https:\/\/batteryswapstation.com\/pt\/introduction-and-synthesis-of-lithium-ion-battery-anode-materials\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"text-decoration: underline;\"><span style=\"color: #000080; text-decoration: underline;\">\u00e2nodo de bateria de i\u00f5es de l\u00edtio<\/span><\/span><\/a> para baterias comerciais de i\u00f5es de l\u00edtio devido \u00e0 sua estrutura de empilhamento ordenado de longo alcance com boa condutividade el\u00e9ctrica, elevada capacidade espec\u00edfica e bom desempenho em ciclos, e as suas fontes de mat\u00e9ria-prima s\u00e3o principalmente asfalto, coque de petr\u00f3leo e grafite natural, com um espa\u00e7amento entre camadas de cerca de 0,335 a 0,34 nm.<\/p><p>O material an\u00f3dico de carbono duro \u00e9 carbono n\u00e3o grafitado, que \u00e9 dif\u00edcil de grafitar mesmo quando aquecido a 2800\u00b0C. A sua estrutura \u00e9 altamente desordenada e redox. A sua estrutura \u00e9 altamente desordenada e tem um baixo potencial redox, que \u00e9 considerado como um material an\u00f3dico mais ideal para <a href=\"https:\/\/batteryswapstation.com\/pt\/sodium-ion-battery\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"text-decoration: underline;\"><span style=\"color: #000080; text-decoration: underline;\">pilha de i\u00f5es de s\u00f3dio<\/span><\/span><\/a>.<\/p><h3 id=\"Selection-of-carbon-anode-materials-for-sodium-ion-batteries\">Sele\u00e7\u00e3o de carbono<\/h3><p>Embora a grafite tenha uma boa capacidade de armazenamento de l\u00edtio e desempenhe um papel importante no dom\u00ednio das baterias de i\u00f5es de l\u00edtio, n\u00e3o pode ser um material an\u00f3dico adequado para as baterias de i\u00f5es de s\u00f3dio devido ao grande raio dos i\u00f5es de s\u00f3dio, o que dificulta a incorpora\u00e7\u00e3o e a remo\u00e7\u00e3o dos i\u00f5es de s\u00f3dio durante o carregamento e o descarregamento, e as pessoas tentaram v\u00e1rios m\u00e9todos para melhorar o desempenho de armazenamento de s\u00f3dio da grafite, mas os resultados n\u00e3o s\u00e3o satisfat\u00f3rios at\u00e9 agora.<\/p><p>O primeiro m\u00e9todo consiste em alargar o espa\u00e7amento das camadas de grafite para melhorar o seu desempenho em termos de armazenamento de s\u00f3dio. Verificou-se que a capacidade espec\u00edfica da grafite expandida com um espa\u00e7amento entre camadas de 0,43 nm era de 184 mAh\/g ap\u00f3s 2000 ciclos a uma multiplicidade de 5C, e a taxa de reten\u00e7\u00e3o de capacidade era de 73,92%, mas a estrutura ordenada na grafite expandida foi destru\u00edda a partir do espetro de difra\u00e7\u00e3o de raios X, que \u00e9 essencialmente a amorfiza\u00e7\u00e3o da grafite expandida. Permite que mais Na+ seja reversivelmente desincorporado na grafite, mas esta grafite de \u00f3xido reduzido continua a sofrer de baixo ICE, enquanto o mecanismo de armazenamento de Na+ na grafite de \u00f3xido reduzido ainda n\u00e3o \u00e9 claro.<\/p><p>O carbono amorfo tamb\u00e9m \u00e9 utilizado na pr\u00e1tica devido ao seu maior espa\u00e7amento entre camadas e \u00e0 sua estrutura microcristalina desordenada, que \u00e9 mais favor\u00e1vel \u00e0 incorpora\u00e7\u00e3o e separa\u00e7\u00e3o do i\u00e3o de s\u00f3dio. No caso do carbono macio, tem uma estrutura semelhante \u00e0 da grafite, mas \u00e9 menos ordenado, o que \u00e9 mais prop\u00edcio \u00e0 intercala\u00e7\u00e3o de s\u00f3dio do que a grafite e pode aumentar a capacidade espec\u00edfica a baixa densidade de corrente. A menor \u00e1rea de superf\u00edcie espec\u00edfica e os defeitos de superf\u00edcie do carbono macio podem reduzir o consumo de eletr\u00f3lito de \u00e9ster e ajudar a melhorar o ICE.<\/p><p>Do ponto de vista da comercializa\u00e7\u00e3o, os precursores de carbono macio s\u00e3o feitos de carv\u00e3o antracite, que \u00e9 mais barato, com pre\u00e7o mais baixo, alto rendimento de carboniza\u00e7\u00e3o, boa seguran\u00e7a e certo desempenho eletroqu\u00edmico, e tem um bom potencial de comercializa\u00e7\u00e3o. A partir do cen\u00e1rio de aplica\u00e7\u00e3o, a capacidade n\u00e3o modificada \u00e9 de 200-220mAh\/g, e a \u00e1rea de carga\/descarga \u00e9 principalmente inclinada, o que \u00e9 adequado para o cen\u00e1rio de alta pot\u00eancia. No que diz respeito ao material do \u00e2nodo de carbono duro, este tem uma estrutura mais complexa a n\u00edvel molecular em compara\u00e7\u00e3o com a estrutura em camadas ordenada de longo alcance da grafite.<\/p><p>A estrutura \u00fanica do material an\u00f3dico de carbono duro permite v\u00e1rios tipos de locais revers\u00edveis de armazenamento de s\u00f3dio, incluindo: armazenamento de s\u00f3dio por reac\u00e7\u00f5es de incorpora\u00e7\u00e3o, armazenamento de s\u00f3dio por forma\u00e7\u00e3o de aglomerados at\u00f3micos dentro de poros fechados, armazenamento de s\u00f3dio por adsor\u00e7\u00e3o capacitiva na superf\u00edcie em contacto com o eletr\u00f3lito e armazenamento de s\u00f3dio por pseudocapacit\u00e2ncia na superf\u00edcie interna em locais relacionados com defeitos.<\/p><p>A \u00e1rea de carga e descarga do material tem uma sec\u00e7\u00e3o inclinada e uma sec\u00e7\u00e3o de plataforma, e a capacidade espec\u00edfica geral pode atingir 300-350mAh\/g, e ap\u00f3s uma modifica\u00e7\u00e3o optimizada, pode atingir 400mAh\/g, o que exceder\u00e1 a capacidade espec\u00edfica te\u00f3rica da grafite de l\u00edtio (372mAh\/g).<\/p><p>Em resumo, a grafite \u00e9 um material an\u00f3dico importante para as baterias de i\u00f5es de l\u00edtio, mas a sua aplica\u00e7\u00e3o em baterias de i\u00f5es de s\u00f3dio \u00e9 grandemente limitada pelo pequeno espa\u00e7amento entre camadas e pela incapacidade de formar compostos de intercala\u00e7\u00e3o termicamente est\u00e1veis com grafite, embora o problema possa ser melhorado expandindo o espa\u00e7amento entre camadas com grafite expandida e ajustando o eletr\u00f3lito, mas ainda existem problemas como o baixo ICE e a fraca estabilidade do eletr\u00f3lito.<\/p><p>Pelo contr\u00e1rio, a ordem baixa do carbono macio \u00e9 mais prop\u00edcia ao armazenamento de s\u00f3dio e tem um custo de precursor mais barato. A estrutura complexa a n\u00edvel molecular do material an\u00f3dico de carbono duro cria muitos tipos de locais activos de armazenamento de s\u00f3dio e, ap\u00f3s uma modifica\u00e7\u00e3o optimizada, pode exceder a capacidade espec\u00edfica te\u00f3rica da grafite de l\u00edtio, que tem um forte potencial de comercializa\u00e7\u00e3o. Por conseguinte, \u00e9 relativamente mais adequado escolher carbono amorfo, especialmente material de \u00e2nodo de carbono duro, para material de \u00e2nodo de carbono de i\u00f5es de s\u00f3dio.<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-18790\" src=\"https:\/\/batteryswapstation.com\/wp-content\/uploads\/2022\/11\/Selection-of-carbon-anode-materials-for-sodium-ion-batteries.jpg\" alt=\"Sele\u00e7\u00e3o de materiais de \u00e2nodo de carbono para baterias de i\u00f5es de s\u00f3dio\" width=\"1000\" height=\"556\" \/><\/p><h3 id=\"Potential-competitors-of-hard-carbon-anode-material\">Potenciais concorrentes do material an\u00f3dico de carbono duro<\/h3><p><strong>\u25cf Materiais an\u00f3dicos \u00e0 base de sil\u00edcio<\/strong><\/p><p>As vantagens dos materiais an\u00f3dicos \u00e0 base de sil\u00edcio incluem uma capacidade te\u00f3rica relativamente elevada; abund\u00e2ncia natural (o sil\u00edcio \u00e9 um elemento abundante na Terra); e potencial eletroqu\u00edmico adequado - menos suscet\u00edvel de formar \"dendritos de l\u00edtio\" do que os materiais an\u00f3dicos de carbono duro. \". Naturalmente, as desvantagens s\u00e3o igualmente \u00f3bvias: as inevit\u00e1veis altera\u00e7\u00f5es de volume nos materiais de sil\u00edcio podem levar \u00e0 rutura estrutural ou \u00e0 pulveriza\u00e7\u00e3o dos el\u00e9ctrodos \u00e0 base de sil\u00edcio, o que, por sua vez, conduz ao crescimento descontrolado de pel\u00edculas SEI; e a sua inerente fraca condutividade.<\/p><p><strong>\u25cf Material an\u00f3dico de titanato de l\u00edtio<\/strong><\/p><p>O material de \u00e2nodo de titanato de l\u00edtio \u00e9 tamb\u00e9m um poss\u00edvel futuro material de c\u00e1todo de bateria, suas vantagens incluem: m\u00e9todo de prepara\u00e7\u00e3o simples, alta plataforma de carga e descarga, ciclo est\u00e1vel, alta efici\u00eancia de Coulomb; material de \"tens\u00e3o zero\", o volume do cristal no ciclo de rea\u00e7\u00e3o para manter uma faixa est\u00e1vel (efetivamente resolver o fen\u00f4meno de derramamento de material de eletrodo devido a mudan\u00e7as de volume); tens\u00e3o de trabalho est\u00e1vel Os \u00edons de l\u00edtio n\u00e3o precipitar\u00e3o dendritos de l\u00edtio no eletrodo; plataforma de tens\u00e3o de eletrodo est\u00e1vel.<\/p><p>As desvantagens tamb\u00e9m existem: baixa condutividade e coeficiente de difus\u00e3o de i\u00f5es de l\u00edtio, a polariza\u00e7\u00e3o severa do el\u00e9trodo sob alta densidade de corrente faz com que a capacidade do el\u00e9trodo diminua drasticamente, a forma\u00e7\u00e3o de pel\u00edcula SEI faz com que o el\u00e9trodo e o contacto do eletr\u00f3lito durante muito tempo produzam reac\u00e7\u00f5es adversas. Eis os 5 principais <a href=\"https:\/\/batteryswapstation.com\/pt\/top-5-lithium-titanate-battery-manufacturers\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"text-decoration: underline;\"><span style=\"color: #000080; text-decoration: underline;\">fabricantes de baterias de titanato de l\u00edtio<\/span><\/span><\/a>Se estiver interessado, clique para ver.<\/p><p><strong>\u25cf Materiais an\u00f3dicos \u00e0 base de estanho<\/strong><\/p><p>Os materiais an\u00f3dicos \u00e0 base de estanho est\u00e3o agora a atrair muita aten\u00e7\u00e3o de acad\u00e9micos e empres\u00e1rios. As suas vantagens s\u00e3o: recursos abundantes; elevada capacidade te\u00f3rica; maior potencial de l\u00edtio incorporado do que o potencial de precipita\u00e7\u00e3o de l\u00edtio, evitando a deposi\u00e7\u00e3o de l\u00edtio em multiplicadores elevados; e elevada densidade de empilhamento. A desvantagem \u00e9 que a expans\u00e3o do volume de Sn durante o ciclo atinge 259% (baterias de i\u00f5es de l\u00edtio) e 423% (baterias de i\u00f5es de s\u00f3dio), respetivamente, o que afecta seriamente o desempenho do ciclo.<\/p><h2 id=\"What-determines-the-properties-of-amorphous-carbon\">O que determina as propriedades do carbono amorfo<\/h2><h3 id=\"Hard-carbon-anode-material-vs-soft-carbon\">Material an\u00f3dico de carbono duro vs. carbono macio<\/h3><p>Os materiais de carbono amorfo podem ser classificados em material an\u00f3dico de carbono duro e carbono macio de acordo com a facilidade de grafitiza\u00e7\u00e3o. O carbono macio \u00e9 normalmente um material de carbono que pode ser grafitado ap\u00f3s tratamento a alta temperatura (acima de 2800\u00b0C), e a estrutura desordenada pode ser facilmente eliminada.<\/p><p>O material an\u00f3dico de carbono duro \u00e9 geralmente um material de carbono que n\u00e3o pode ser completamente grafitizado mesmo ap\u00f3s tratamento a alta temperatura (acima de 2800\u00b0C), e a estrutura desordenada \u00e9 dif\u00edcil de ser eliminada a alta temperatura. A temperaturas baixas e m\u00e9dias (1000-1600\u00b0C), n\u00e3o existe uma fronteira \u00f3bvia entre o carbono macio e o material an\u00f3dico de carbono duro, e podem ser chamados de carbono amorfo.<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-18791\" src=\"https:\/\/batteryswapstation.com\/wp-content\/uploads\/2022\/11\/Hard-Carbon-vs-Soft-Carbon.jpg\" alt=\"Carbono duro vs carbono mole\" width=\"1000\" height=\"504\" \/><\/p><p>Embora o carbono macio tenha um elevado valor de capacidade, a sua r\u00e1pida taxa de decaimento causa obst\u00e1culos \u00e0s aplica\u00e7\u00f5es pr\u00e1ticas; o material an\u00f3dico de carbono duro \u00e9 mais f\u00e1cil de preparar, tem um ciclo de vida mais elevado e ganhou algumas aplica\u00e7\u00f5es pr\u00e1ticas. Em compara\u00e7\u00e3o com o carbono mole, o material an\u00f3dico de carbono duro tem uma estrutura mais desordenada, maior concentra\u00e7\u00e3o de defeitos, maior teor de hetero\u00e1tomos e maior dist\u00e2ncia entre as camadas de grafite, e uma estrutura de poros mais fechada.<\/p><p>Isto facilita a exist\u00eancia de mais locais de armazenamento e vias de difus\u00e3o para os i\u00f5es Na+. No entanto, a economia do material an\u00f3dico de carbono duro \u00e9 ligeiramente inferior \u00e0 do carbono macio. Entre as baterias de i\u00f5es de s\u00f3dio, o material an\u00f3dico de carbono duro \u00e9 dominante nas aplica\u00e7\u00f5es actuais devido \u00e0s suas vantagens. Al\u00e9m disso, o baixo custo, a sustentabilidade e a simplicidade de prepara\u00e7\u00e3o oferecem mais possibilidades de comercializa\u00e7\u00e3o do material an\u00f3dico de carbono duro.<\/p><h3 id=\"Precursors\">Precursores<\/h3><p>O material an\u00f3dico de carbono mole e de carbono duro depende principalmente da natureza do precursor. Durante o processo de carboniza\u00e7\u00e3o, a capacidade de os precursores aparecerem num estado fundido numa vasta gama de temperaturas \u00e9 necess\u00e1ria para que o carbono final (coque) seja grafitizado. Este estado de fus\u00e3o permite o rearranjo das camadas de carbono para formar estruturas lamelares ordenadas de longo alcance, onde os gases da decomposi\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica podem escapar facilmente, enquanto o teor de carbono e a densidade do res\u00edduo aumentam.<\/p><p>O carbono amorfo \u00e9 normalmente produzido por pir\u00f3lise de precursores org\u00e2nicos a temperaturas de 500-1500\u00b0C. O produto final ap\u00f3s a pir\u00f3lise \u00e9 o carbono duro. O facto de o produto final da pir\u00f3lise ser um material an\u00f3dico de carbono duro ou de carbono mole depende principalmente da natureza do precursor.<\/p><p>Os precursores s\u00e3o principalmente classificados em materiais de carbono \u00e0 base de biomassa, \u00e0 base de pol\u00edmeros, \u00e0 base de resinas e \u00e0 base de carv\u00e3o. Os precursores de biomassa s\u00e3o principalmente ra\u00edzes e folhas de plantas. Os precursores de pol\u00edmeros s\u00e3o geralmente precursores de hidratos de carbono, incluindo a glucose, a sacarose, o amido, a celulose e a lenhina, que s\u00e3o produtos qu\u00edmicos derivados da biomassa. Os precursores de resina incluem principalmente resinas fen\u00f3licas, polianilina e poliacrilonitrilo.<\/p><p>Os precursores utilizados para produzir material an\u00f3dico de carbono duro s\u00e3o principalmente precursores de biomassa, resina e pol\u00edmero. Os precursores utilizados para preparar materiais de carbono macio incluem principalmente mat\u00e9rias-primas petroqu\u00edmicas e os seus produtos a jusante, como o carv\u00e3o, o asfalto e o coque de petr\u00f3leo, etc. No entanto, os materiais de carbono mole carbonizados diretamente apresentam uma baixa capacidade revers\u00edvel nas baterias de i\u00f5es de s\u00f3dio.<\/p><p>O carbono amorfo tem uma excelente capacidade revers\u00edvel e desempenho cicl\u00edstico, e espera-se que seja comercializado ap\u00f3s o controlo dos custos. O material an\u00f3dico de carbono duro tem uma elevada capacidade em gramas, mas um custo elevado; o material de carbono macio tem uma baixa capacidade em gramas, mas tem a vantagem do desempenho em termos de custos. O n\u00facleo do material do \u00e2nodo da bateria de i\u00f5es de s\u00f3dio \u00e9 a forma de reduzir o seu custo.<\/p><p>O percurso t\u00e9cnico principal da prepara\u00e7\u00e3o do material an\u00f3dico de carbono duro inclui a sele\u00e7\u00e3o e o pr\u00e9-tratamento da mat\u00e9ria-prima, a reticula\u00e7\u00e3o e a cura, a carboniza\u00e7\u00e3o e a purifica\u00e7\u00e3o. Diferentes tipos de precursores tamb\u00e9m t\u00eam diferen\u00e7as de processo na prepara\u00e7\u00e3o de material de \u00e2nodo de carbono duro.<\/p><p>O controlo da temperatura, a atmosfera de g\u00e1s e o tempo de aquecimento das etapas interm\u00e9dias afectam a dimens\u00e3o dos poros, a pureza, o teor de oxig\u00e9nio e a \u00e1rea de superf\u00edcie espec\u00edfica do material an\u00f3dico. Tamb\u00e9m afecta indiretamente a efici\u00eancia inicial, a densidade energ\u00e9tica, a seguran\u00e7a e outros factores da bateria.<\/p><p>Os precursores de pol\u00edmeros org\u00e2nicos s\u00e3o relativamente simples e control\u00e1veis em termos de estrutura molecular e podem ser concebidos de acordo com as necessidades da estrutura molecular relevante, pelo que s\u00e3o um excelente precursor para a prepara\u00e7\u00e3o de materiais de carbono e t\u00eam recebido muita aten\u00e7\u00e3o.<\/p><p>N\u00e3o como <a href=\"https:\/\/batteryswapstation.com\/pt\/cathode-materials\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"text-decoration: underline;\"><span style=\"color: #000080; text-decoration: underline;\">materiais cat\u00f3dicos<\/span><\/span><\/a>Os pol\u00edmeros org\u00e2nicos s\u00e3o preparados por polimeriza\u00e7\u00e3o catal\u00edtica de pequenas mol\u00e9culas org\u00e2nicas e t\u00eam a vantagem de obter estruturas de materiais de \u00e2nodo de carbono duro de forma regular e um processo de s\u00edntese simples, que \u00e9 de grande valor de investiga\u00e7\u00e3o para a futura produ\u00e7\u00e3o em massa e aplica\u00e7\u00e3o de materiais de \u00e2nodo de carbono duro.<\/p><p>Os precursores \u00e0 base de biomassa s\u00e3o abundantes e t\u00eam caracter\u00edsticas de utiliza\u00e7\u00e3o sustent\u00e1vel e de baixo custo. Cont\u00eam geralmente uma grande quantidade de C, com algum O, H e mesmo alguns outros hetero\u00e1tomos, como N, S, P, etc. A biomassa \u00e9 uma boa escolha para a produ\u00e7\u00e3o de precursores renov\u00e1veis e sustent\u00e1veis para materiais de \u00e2nodo de carbono duro de baixo custo e elevado desempenho. A convers\u00e3o da biomassa em material an\u00f3dico de carbono duro \u00e9 simples, como a carboniza\u00e7\u00e3o direta, a carboniza\u00e7\u00e3o hidrot\u00e9rmica (HTC), a ativa\u00e7\u00e3o f\u00edsica ou qu\u00edmica, etc.<\/p><p>Biomassas como a casca de banana, a turfa, a casca de arroz, o algod\u00e3o, a glicose, a prote\u00edna e os nanocristais de celulose t\u00eam sido utilizadas como materiais an\u00f3dicos para baterias de i\u00f5es de s\u00f3dio e t\u00eam demonstrado boas propriedades electroqu\u00edmicas.<\/p><p>O asfalto, um subproduto petroqu\u00edmico de baixo custo, \u00e9 atualmente muito utilizado devido ao seu baixo custo e elevado teor de carbono. No entanto, a base de asfalto pode facilmente formar uma estrutura ordenada durante a fissura\u00e7\u00e3o a alta temperatura, pelo que a sua capacidade de armazenamento \u00e9 muito baixa, inferior a 100 mAh\/g. Atualmente, a Academia Chinesa de Ci\u00eancias modificou o asfalto como precursor de carbono macio e o tipo de resina como precursor de material de \u00e2nodo de carbono duro, combinando-os para aumentar a capacidade de armazenamento de s\u00f3dio para 300 mAh\/g.<\/p><h2 id=\"Demand-for-hard-carbon-anode-material\">Procura de material an\u00f3dico de carbono duro<\/h2><h3 id=\"Li-ion-battery-hard-carbon-anode-material-demand-forecast\">Previs\u00e3o da procura de material an\u00f3dico de carbono duro para baterias de i\u00f5es de l\u00edtio<\/h3><p>Atualmente, a maior parte das empresas chinesas que produzem material de \u00e2nodo de carbono duro aplicaram-no \u00e0s baterias de i\u00f5es de l\u00edtio e obtiveram resultados e pr\u00e1ticas muito interessantes. Na escolha do material an\u00f3dico para baterias de i\u00f5es de l\u00edtio, a grafite tornou-se a principal mat\u00e9ria-prima.<\/p><p>Os defeitos estruturais do \u00e2nodo de grafite limitam a estabilidade do ciclo e a efici\u00eancia de carga\/descarga como material an\u00f3dico para baterias de i\u00f5es de l\u00edtio, enquanto as caracter\u00edsticas estruturais isotr\u00f3picas do material an\u00f3dico de carbono duro, o maior espa\u00e7amento entre camadas e o bom desempenho de multiplica\u00e7\u00e3o da velocidade de propaga\u00e7\u00e3o dos i\u00f5es de l\u00edtio durante a carga\/descarga fazem do material an\u00f3dico de carbono duro uma melhor escolha no dom\u00ednio das baterias de i\u00f5es de l\u00edtio.<\/p><p>O material an\u00f3dico de carbono duro tem caracter\u00edsticas estruturais isotr\u00f3picas, maior espa\u00e7amento entre camadas, dispers\u00e3o r\u00e1pida de i\u00f5es de l\u00edtio durante o carregamento e o descarregamento e bom desempenho multiplicativo, pelo que o material an\u00f3dico de carbono duro tem uma melhor aplica\u00e7\u00e3o no dom\u00ednio das baterias de i\u00f5es de l\u00edtio.<\/p><p>Em 2021, a estrutura de embarque dos produtos de \u00e2nodo de bateria de l\u00edtio da China ainda \u00e9 dominada por grafite artificial, representando 84%; a grafite natural \u00e9 o segundo maior segmento de produtos de \u00e2nodo, respondendo por 14%; o resto dos materiais de \u00e2nodo s\u00e3o 2%. Entre os outros segmentos, o material de \u00e2nodo de carbono duro e o material de carbono macio s\u00e3o as partes principais. De acordo com os dados, o material de \u00e2nodo de carbono macio e de carbono duro representou 1,7% das remessas globais de materiais de \u00e2nodo de bateria de l\u00edtio em 2015.<\/p><p>Nos \u00faltimos anos, a aplica\u00e7\u00e3o de material de \u00e2nodo de carbono duro em baterias de l\u00edtio tamb\u00e9m fez alguns progressos industriais, por isso prevemos que, nos pr\u00f3ximos anos, o material de \u00e2nodo de carbono duro ser\u00e1 um material de aplica\u00e7\u00e3o para \u00e2nodo de bateria de l\u00edtio, representando cerca de 2%. As futuras remessas de baterias de l\u00edtio est\u00e3o a mostrar uma tend\u00eancia elevada.<\/p><p>\u00c0 medida que a taxa de penetra\u00e7\u00e3o global de novos ve\u00edculos de energia continua a aumentar, a procura de baterias de pot\u00eancia e de baterias de armazenamento de energia continuar\u00e1 a crescer a um ritmo elevado e, antes de 2030, outros sistemas de baterias continuam a ser dif\u00edceis de desenvolver em grande escala, as baterias de i\u00f5es de l\u00edtio continuar\u00e3o a ser a principal via tecnol\u00f3gica.<\/p><p>Como a propor\u00e7\u00e3o de material de \u00e2nodo de carbono duro no material de \u00e2nodo da bateria de l\u00edtio n\u00e3o \u00e9 elevada, a extra\u00e7\u00e3o de l\u00edtio para material de \u00e2nodo de carbono duro ser\u00e1 pequena. De acordo com o c\u00e1lculo do material do \u00e2nodo de carbono duro com capacidade de 300mah\/g, plataforma de tens\u00e3o de 3,2V, a bateria de l\u00edtio de 1GWh consome cerca de 1125 toneladas de material do \u00e2nodo de carbono duro, esperamos que at\u00e9 2025 haja cerca de 35.000 toneladas de \u00e2nodo de carbono duro Esperamos que cerca de 35.000 toneladas de material do \u00e2nodo de carbono duro sejam utilizadas para a produ\u00e7\u00e3o de material do \u00e2nodo da bateria de l\u00edtio at\u00e9 2025.<\/p><h3 id=\"Demand-forecast-for-hard-carbon-anode-material-for-sodium-batteries\">Previs\u00e3o da procura de material de \u00e2nodo de carbono duro para baterias de s\u00f3dio<\/h3><p>Caracter\u00edsticas do material an\u00f3dico de carbono duro e cen\u00e1rios de aplica\u00e7\u00e3o em baterias de i\u00f5es de s\u00f3dio: Recentemente, uma equipa de investiga\u00e7\u00e3o testou as propriedades electroqu\u00edmicas do material an\u00f3dico de carbono duro e descobriu que uma amostra apresentava uma capacidade espec\u00edfica elevada de 369,8 mAh\/g quando era utilizada como material an\u00f3dico para baterias de i\u00f5es de s\u00f3dio; o material an\u00f3dico de carbono duro tem um potencial redox baixo (0,1-1,0 V).<\/p><p>Devido \u00e0 utiliza\u00e7\u00e3o generalizada de precursores relacionados com a biomassa de precursores de material an\u00f3dico de carbono duro, \u00e9 tamb\u00e9m o material an\u00f3dico de carbono duro que se tornou uma escolha ecol\u00f3gica para materiais an\u00f3dicos de baterias. Em conclus\u00e3o, em aplica\u00e7\u00f5es de baterias de i\u00f5es de s\u00f3dio, o material an\u00f3dico de carbono duro tem um maior espa\u00e7amento entre camadas e pode formar compostos de intercala\u00e7\u00e3o termicamente est\u00e1veis com s\u00f3dio em compara\u00e7\u00e3o com a grafite, e tem uma maior capacidade de armazenamento de s\u00f3dio em compara\u00e7\u00e3o com o carbono macio, o que tem um melhor cen\u00e1rio de aplica\u00e7\u00e3o em el\u00e9ctrodos de baterias de i\u00f5es de s\u00f3dio, el\u00e9ctrodos de condensadores de i\u00f5es de s\u00f3dio e el\u00e9ctrodos de baterias de i\u00f5es duplos \u00e0 base de s\u00f3dio, que s\u00e3o campos relacionados com baterias de i\u00f5es de s\u00f3dio.<\/p><p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-18795\" src=\"https:\/\/batteryswapstation.com\/wp-content\/uploads\/2022\/11\/Hard-carbon-is-an-important-anode-material-for-sodium-ion-batteries.jpg\" alt=\"O carbono duro \u00e9 um material an\u00f3dico importante para as baterias de i\u00f5es de s\u00f3dio\" width=\"1000\" height=\"596\" \/><\/p><p>Depois de comparar e analisar as caracter\u00edsticas da bateria de i\u00f5es de s\u00f3dio, da bateria de fosfato de ferro-l\u00edtio, da bateria tern\u00e1ria e da bateria de chumbo-\u00e1cido em termos de densidade energ\u00e9tica, ciclo de vida, tens\u00e3o m\u00e9dia, seguran\u00e7a, desempenho do multiplicador, desempenho de carregamento r\u00e1pido e desempenho a altas e baixas temperaturas, acreditamos que a bateria de i\u00f5es de s\u00f3dio tem boas perspectivas nos cen\u00e1rios de aplica\u00e7\u00e3o de ve\u00edculos el\u00e9ctricos de duas rodas, ve\u00edculos el\u00e9ctricos de baixa velocidade, armazenamento de energia e start-stop.<\/p><p>Assumindo que o r\u00e1cio de substitui\u00e7\u00e3o da bateria de s\u00f3dio \u00e9 de 5%, 15% e 25% de 2023 a 2025, a capacidade instalada correspondente da bateria de s\u00f3dio \u00e9 de 9GWh, 33,7GWh e 72,5GWh, respetivamente. Esperamos que a procura de material de \u00e2nodo de carbono duro para baterias de s\u00f3dio em 2023-2025 seja de 0,97 milh\u00f5es de toneladas, 36,2 milh\u00f5es de toneladas e 7,79 milh\u00f5es de toneladas.<\/p><p>Resumindo as duas partes da demanda de material de \u00e2nodo de carbono duro, estimamos que a demanda total por material de \u00e2nodo de carbono duro em 2021 ser\u00e1 de cerca de 12.700.000 toneladas, enquanto a demanda total por material de \u00e2nodo de carbono duro em 2025 dever\u00e1 crescer significativamente para cerca de 112.900.000 toneladas, com uma taxa de crescimento anual composta de 72,8%. A taxa de crescimento composto atinge 72,8%.<\/p><p>H\u00e1 mais para ver no top 10 <a href=\"https:\/\/batteryswapstation.com\/pt\/top-10-sodium-ion-battery-companies-in-the-world\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"text-decoration: underline;\"><span style=\"color: #000080; text-decoration: underline;\">empresas de baterias de i\u00f5es de s\u00f3dio no mundo<\/span><\/span><\/a>, <span style=\"color: #000080;\"><a style=\"color: #000080;\" href=\"https:\/\/batteryswapstation.com\/pt\/china-silicon-based-anode-material-industry\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\"><span style=\"text-decoration: underline;\"><span>\u00e2nodo \u00e0 base de sil\u00edcio<\/span><\/span><\/a><\/span>.<\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-f4ea001 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default rt-parallax-bg-no\" data-id=\"f4ea001\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-2f7d168\" data-id=\"2f7d168\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-2f1eef7 elementor-widget elementor-widget-heading\" data-id=\"2f1eef7\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"heading.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-heading-title elementor-size-xl\">Publica\u00e7\u00e3o relacionada<\/div>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<section class=\"elementor-section elementor-top-section elementor-element elementor-element-a6f2e70 elementor-section-boxed elementor-section-height-default elementor-section-height-default rt-parallax-bg-no\" data-id=\"a6f2e70\" data-element_type=\"section\" data-e-type=\"section\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-container elementor-column-gap-default\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-column elementor-col-100 elementor-top-column elementor-element elementor-element-035ae07\" data-id=\"035ae07\" data-element_type=\"column\" data-e-type=\"column\">\n\t\t\t<div class=\"elementor-widget-wrap elementor-element-populated\">\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-9ea4899 elementor-grid-3 elementor-grid-tablet-2 elementor-grid-mobile-1 elementor-posts--thumbnail-top elementor-widget elementor-widget-posts\" data-id=\"9ea4899\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" 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