一、負極材料的主要質量指標有哪些
在實際應用中,需(xu)(xu)要綜(zong)合(he)考慮負極材(cai)料的(de)主要質量指標,并根據(ju)實際需(xu)(xu)求選擇合(he)適的(de)負極材(cai)料。
負極材料的主(zhu)要質(zhi)量指標包括:
1、比表面積:指單位質(zhi)量物體具有的(de)(de)表面(mian)(mian)(mian)積(ji),顆(ke)粒(li)越小(xiao),比表面(mian)(mian)(mian)積(ji)就(jiu)會越大(da)。小(xiao)顆(ke)粒(li)、高(gao)比表面(mian)(mian)(mian)積(ji)的(de)(de)負極,鋰離(li)子遷移的(de)(de)通道更(geng)多、路徑更(geng)短,倍(bei)率性能就(jiu)比較好。但(dan)是,由于(yu)與電解液接觸面(mian)(mian)(mian)積(ji)大(da),形成SEI膜的(de)(de)面(mian)(mian)(mian)積(ji)也大(da),首次效率也會變低。
2、粒度分布: 石墨負極材料的(de)粒度(du)(du)對其電(dian)化學性能的(de)影響(xiang)(xiang)表(biao)現在負極材料粒度(du)(du)大小將直(zhi)接影響(xiang)(xiang)材料的(de)振實(shi)密度(du)(du)以(yi)及材料的(de)比表(biao)面積(ji)。
3、振實密度:振實密度(du)是(shi)依靠震動使得粉體(ti)呈現較為緊密的(de)堆積(ji)形(xing)式下(xia),所測(ce)得的(de)單位容積(ji)的(de)質量(liang)(liang)。它是(shi)衡量(liang)(liang)活(huo)性(xing)材料的(de)一個重(zhong)要(yao)指標,鋰離子電池體(ti)積(ji)是(shi)有限的(de),若振實密度(du)高,則單位體(ti)積(ji)的(de)活(huo)性(xing)物(wu)質質量(liang)(liang)大(da),體(ti)積(ji)容量(liang)(liang)就高。
4、壓實密度:壓(ya)實(shi)密(mi)(mi)度(du)(du)主(zhu)要針對極片(pian),指(zhi)負極活性(xing)物質和粘結劑等制成極片(pian)后,經過輥(gun)壓(ya)后的密(mi)(mi)度(du)(du)。壓(ya)實(shi)密(mi)(mi)度(du)(du)與片(pian)比(bi)容量、效(xiao)率、內阻以(yi)及電池循環性(xing)能有密(mi)(mi)切關系(xi)。
5、真密度:材料在絕對密(mi)實狀態(tai)下(xia)(xia)(不包括內部空隙(xi)),單位體積內固(gu)體物(wu)質的重(zhong)量。由于真(zhen)密(mi)度是密(mi)實狀態(tai)下(xia)(xia)測得,會高于振實密(mi)度。
6、首次充放電比容量:石墨負極(ji)材料(liao)在(zai)最(zui)初的(de)充(chong)放電循環(huan)中存在(zai)不可(ke)逆容量,在(zai)鋰離子(zi)(zi)電池的(de)首次(ci)充(chong)電過程(cheng)中,負極(ji)材料(liao)表(biao)面隨著(zhu)鋰離子(zi)(zi)的(de)嵌入,電解液中的(de)溶(rong)劑分(fen)子(zi)(zi)共(gong)嵌,在(zai)負極(ji)材料(liao)表(biao)面分(fen)解形成SEI鈍(dun)化膜。
7、首次效率:評價一(yi)(yi)種負(fu)極材料性能優劣的一(yi)(yi)個重要指(zhi)標就是其首(shou)次充放(fang)電效率(lv),也稱首(shou)次庫(ku)倫效率(lv)。
8、循環性能:負極材(cai)料的(de)循(xun)環(huan)性能(neng)是指(zhi)在(zai)多次充放電循(xun)環(huan)后,其容量(liang)保持的(de)能(neng)力。
9、倍率性能:負極材料的(de)倍率性能是指在不同充放電速(su)率下,材料保持高效(xiao)率的(de)能力。
10、膨脹:負極材料(liao)(liao)在(zai)充(chong)放電過程(cheng)中的體積變(bian)化,會影響材料(liao)(liao)的循環性能和(he)容(rong)量保持率(lv)。
11、元素含量:負極材料(liao)中各種元素(su)的含量,如固定碳、灰分(fen)和揮(hui)發分(fen)等(deng),都會影響材料(liao)的電化學(xue)性能。
12、pH值和水分:負極材料的pH值和(he)水分對其穩定性和(he)制漿工藝有重要影響。
二、負極材料檢測項目指標介紹
在(zai)負極(ji)材料檢測過程中,常見的項目(mu)指標包(bao)括以下(xia)幾個方面:
1、化學成分分析
化(hua)學(xue)(xue)成分(fen)(fen)分(fen)(fen)析是負(fu)極材(cai)料(liao)檢測的(de)(de)基礎(chu)項目之一(yi)。通過對負(fu)極材(cai)料(liao)中的(de)(de)元素組成和(he)(he)化(hua)合物進(jin)行定量分(fen)(fen)析,可(ke)以(yi)了解材(cai)料(liao)的(de)(de)純度、雜質含(han)量以(yi)及可(ke)能存在(zai)的(de)(de)有害物質。這些信(xin)息(xi)對于評估負(fu)極材(cai)料(liao)的(de)(de)電化(hua)學(xue)(xue)性能和(he)(he)安全性至關重要。
2、物理性能檢測
物理性(xing)能檢測主要包括負極材料(liao)的密(mi)度(du)、比(bi)表面(mian)積、粒徑分布等指標(biao)的測量。這些指標(biao)對于負極材料(liao)的電(dian)(dian)化學性(xing)能有著直接(jie)的影響(xiang)。例(li)如,比(bi)表面(mian)積的大小決定(ding)了負極材料(liao)與電(dian)(dian)解液的接(jie)觸面(mian)積,進而影響(xiang)電(dian)(dian)池的充放電(dian)(dian)性(xing)能。
3、電化學性能測試
電化學性能測(ce)(ce)試(shi)是負(fu)(fu)極材料檢(jian)測(ce)(ce)的(de)核心項目(mu)之一(yi)。通過對負(fu)(fu)極材料進(jin)行充放電測(ce)(ce)試(shi)、循(xun)環(huan)(huan)性能測(ce)(ce)試(shi)、倍率(lv)性能測(ce)(ce)試(shi)等(deng),可以(yi)評估負(fu)(fu)極材料的(de)能量密度、循(xun)環(huan)(huan)壽命(ming)、充放電速率(lv)等(deng)關(guan)鍵指標。這(zhe)些(xie)指標直接決(jue)定了(le)電池(chi)的(de)性能和(he)應(ying)用領域(yu)。
4、安全性評估
安(an)(an)全性(xing)評估是負極(ji)材(cai)料(liao)檢測(ce)中不可(ke)或缺的(de)一環。通過對負極(ji)材(cai)料(liao)進行熱穩定性(xing)測(ce)試(shi)、過充過放(fang)測(ce)試(shi)等(deng)(deng),可(ke)以評估材(cai)料(liao)在高(gao)溫、高(gao)壓(ya)等(deng)(deng)極(ji)端(duan)條件下的(de)安(an)(an)全性(xing)能。這對于確(que)保電池的(de)安(an)(an)全使用具(ju)有重(zhong)要意義。
負極材料檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)機構(gou)在執行(xing)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)項目時(shi),需(xu)要遵循國家和行(xing)業(ye)的(de)相關標(biao)準(zhun)和規范(fan),確保檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)結果的(de)準(zhun)確性(xing)和可靠性(xing)。同時(shi),檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)機構(gou)還(huan)需(xu)要不斷更新檢(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)技術(shu)和設備,以(yi)適應負極材料技術(shu)的(de)快速(su)發展和市場(chang)需(xu)求的(de)變化(hua)。