一、負極材料的主要質量指標有哪些
在實(shi)際應用中,需要(yao)綜合(he)考慮負極材料(liao)的主要(yao)質量指標,并根據實(shi)際需求選(xuan)擇合(he)適的負極材料(liao)。
負(fu)極材(cai)料的主要質量(liang)指(zhi)標(biao)包(bao)括:
1、比表面積:指單位質量物體具(ju)有的(de)表(biao)(biao)面(mian)積,顆粒(li)越小(xiao),比表(biao)(biao)面(mian)積就會越大(da)(da)。小(xiao)顆粒(li)、高比表(biao)(biao)面(mian)積的(de)負極(ji),鋰(li)離子遷移(yi)的(de)通道更多、路徑更短,倍率性(xing)能就比較好。但是,由(you)于與電(dian)解(jie)液接觸面(mian)積大(da)(da),形成SEI膜的(de)面(mian)積也大(da)(da),首次效(xiao)率也會變低。
2、粒度分布: 石墨負極材料的(de)(de)粒(li)度對其電化學(xue)性能的(de)(de)影響(xiang)表現(xian)在負極材料粒(li)度大(da)小將直接影響(xiang)材料的(de)(de)振實密(mi)度以(yi)及材料的(de)(de)比表面積。
3、振實密度:振實密(mi)度是依靠(kao)震動使(shi)得粉(fen)體(ti)呈(cheng)現(xian)較為緊(jin)密(mi)的(de)堆積(ji)形式下,所測得的(de)單位(wei)容(rong)積(ji)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)。它(ta)是衡量(liang)(liang)活性材料的(de)一個重要指標,鋰離子電池體(ti)積(ji)是有限的(de),若振實密(mi)度高(gao),則(ze)單位(wei)體(ti)積(ji)的(de)活性物質(zhi)質(zhi)量(liang)(liang)大,體(ti)積(ji)容(rong)量(liang)(liang)就高(gao)。
4、壓實密度:壓(ya)實(shi)密(mi)度(du)(du)主(zhu)要針對極(ji)(ji)片(pian),指負極(ji)(ji)活性(xing)物質和粘(zhan)結劑(ji)等制成極(ji)(ji)片(pian)后,經過輥壓(ya)后的密(mi)度(du)(du)。壓(ya)實(shi)密(mi)度(du)(du)與片(pian)比容量(liang)、效率、內(nei)阻以及(ji)電池循環性(xing)能有(you)密(mi)切關系。
5、真密度:材料(liao)在絕對密(mi)(mi)實狀態(tai)下(不包括內(nei)部空隙),單位體積內(nei)固體物質(zhi)的重量(liang)。由于真密(mi)(mi)度是密(mi)(mi)實狀態(tai)下測得,會高于振實密(mi)(mi)度。
6、首次充放電比容量:石墨負(fu)極(ji)材料在(zai)(zai)最初的(de)充放電循環中(zhong)存在(zai)(zai)不可逆容量,在(zai)(zai)鋰離(li)子電池的(de)首次充電過程(cheng)中(zhong),負(fu)極(ji)材料表面(mian)隨(sui)著鋰離(li)子的(de)嵌(qian)入,電解液中(zhong)的(de)溶劑分子共(gong)嵌(qian),在(zai)(zai)負(fu)極(ji)材料表面(mian)分解形成SEI鈍化(hua)膜(mo)。
7、首次效率:評價一(yi)種負極材料性能優劣(lie)的一(yi)個重要指(zhi)標就(jiu)是其(qi)首次充放電效(xiao)率(lv),也(ye)稱首次庫倫效(xiao)率(lv)。
8、循環性能:負極材料的循環性能是指(zhi)在多(duo)次(ci)充放電(dian)循環后(hou),其容量保(bao)持的能力。
9、倍率性能:負極材(cai)料的倍率性能(neng)是指在不同充放電速(su)率下,材(cai)料保持高效率的能(neng)力。
10、膨脹:負極材料在充放電過(guo)程中的體積變化,會影響材料的循環性能和(he)容量保持率。
11、元素含量:負極材料中各種元素的含(han)量,如固定(ding)碳、灰分和(he)揮發分等,都會(hui)影響(xiang)材料的電化學(xue)性能。
12、pH值和水分:負極(ji)材料(liao)的pH值和水分(fen)對其穩(wen)定性和制漿(jiang)工藝有重(zhong)要影響(xiang)。
二、負極材料檢測項目指標介紹
在負極材(cai)料檢測過程中,常見的項目(mu)指標包括以下幾(ji)個方面:
1、化學成分分析
化學成(cheng)分(fen)分(fen)析(xi)是負極(ji)材(cai)料檢測的(de)(de)基礎(chu)項目之一。通過對負極(ji)材(cai)料中的(de)(de)元素(su)組成(cheng)和化合(he)物進行(xing)定(ding)量(liang)分(fen)析(xi),可以了解材(cai)料的(de)(de)純度、雜質含(han)量(liang)以及可能(neng)存在的(de)(de)有害物質。這(zhe)些信(xin)息對于評(ping)估負極(ji)材(cai)料的(de)(de)電化學性能(neng)和安全性至關重要。
2、物理性能檢測
物理性(xing)能檢測(ce)主要(yao)包括負(fu)極(ji)材料(liao)(liao)的(de)(de)密度、比(bi)(bi)表面積(ji)、粒徑分(fen)布(bu)等指(zhi)標的(de)(de)測(ce)量。這些指(zhi)標對于負(fu)極(ji)材料(liao)(liao)的(de)(de)電化學性(xing)能有著直接的(de)(de)影響(xiang)。例(li)如,比(bi)(bi)表面積(ji)的(de)(de)大小決定了負(fu)極(ji)材料(liao)(liao)與電解液的(de)(de)接觸面積(ji),進而影響(xiang)電池的(de)(de)充(chong)放電性(xing)能。
3、電化學性能測試
電化學性(xing)能(neng)(neng)測(ce)(ce)試(shi)是(shi)負(fu)(fu)極材(cai)料檢(jian)測(ce)(ce)的核心項目之一。通過對負(fu)(fu)極材(cai)料進行充放(fang)電測(ce)(ce)試(shi)、循環性(xing)能(neng)(neng)測(ce)(ce)試(shi)、倍率性(xing)能(neng)(neng)測(ce)(ce)試(shi)等,可(ke)以評估負(fu)(fu)極材(cai)料的能(neng)(neng)量密(mi)度、循環壽命、充放(fang)電速率等關鍵指標(biao)。這些指標(biao)直(zhi)接決定了電池(chi)的性(xing)能(neng)(neng)和應用領(ling)域(yu)。
4、安全性評估
安全(quan)性(xing)評(ping)估是(shi)負(fu)極材(cai)(cai)料(liao)(liao)檢測中(zhong)不可或缺的(de)一(yi)環。通(tong)過對負(fu)極材(cai)(cai)料(liao)(liao)進(jin)行熱穩(wen)定性(xing)測試(shi)、過充過放測試(shi)等,可以(yi)評(ping)估材(cai)(cai)料(liao)(liao)在高溫、高壓等極端條件下的(de)安全(quan)性(xing)能。這對于確保電(dian)池(chi)的(de)安全(quan)使用具有重(zhong)要意(yi)義。
負(fu)極材料檢(jian)(jian)測機構(gou)在執行檢(jian)(jian)測項(xiang)目時,需(xu)(xu)要(yao)(yao)遵循國家和(he)行業的相(xiang)關(guan)標準和(he)規(gui)范,確保檢(jian)(jian)測結果的準確性和(he)可靠性。同時,檢(jian)(jian)測機構(gou)還需(xu)(xu)要(yao)(yao)不斷(duan)更新檢(jian)(jian)測技術和(he)設備,以(yi)適應(ying)負(fu)極材料技術的快速發(fa)展和(he)市場(chang)需(xu)(xu)求的變化(hua)。