一、負極材料的主要質量指標有哪些
在實際應(ying)用中,需要綜(zong)合考(kao)慮負極(ji)材料(liao)的(de)主要質量指(zhi)標,并根據實際需求選擇合適的(de)負極(ji)材料(liao)。
負極材料的主(zhu)要質(zhi)量指標(biao)包括:
1、比表面積:指單位(wei)質量(liang)物體具(ju)有的(de)表面(mian)積(ji)(ji),顆粒越小,比表面(mian)積(ji)(ji)就會(hui)越大。小顆粒、高比表面(mian)積(ji)(ji)的(de)負極(ji),鋰離子遷(qian)移的(de)通道更(geng)多、路徑更(geng)短,倍(bei)率性能就比較好。但是(shi),由于與電解液接觸面(mian)積(ji)(ji)大,形成SEI膜的(de)面(mian)積(ji)(ji)也大,首次(ci)效率也會(hui)變低。
2、粒度分布: 石墨負極材料的(de)(de)(de)粒度(du)對其電化學性能(neng)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)表現在(zai)負極(ji)材料粒度(du)大小將直(zhi)接影(ying)響(xiang)(xiang)材料的(de)(de)(de)振實密(mi)度(du)以及材料的(de)(de)(de)比表面(mian)積。
3、振實密度:振實密度是(shi)依靠震動使得粉體呈現較為(wei)緊密的(de)(de)堆(dui)積形式下,所測得的(de)(de)單(dan)(dan)位(wei)容(rong)積的(de)(de)質量(liang)。它是(shi)衡量(liang)活性材(cai)料的(de)(de)一個(ge)重(zhong)要指標(biao),鋰(li)離子電池體積是(shi)有限的(de)(de),若振實密度高,則(ze)單(dan)(dan)位(wei)體積的(de)(de)活性物質質量(liang)大,體積容(rong)量(liang)就高。
4、壓實密度:壓實密(mi)(mi)度主要針對(dui)極(ji)片,指負極(ji)活性物質和粘結劑等制成極(ji)片后(hou),經過(guo)輥壓后(hou)的密(mi)(mi)度。壓實密(mi)(mi)度與(yu)片比容量(liang)、效(xiao)率、內阻以(yi)及電池循環性能(neng)有密(mi)(mi)切關系。
5、真密度:材(cai)料在絕對密實(shi)狀(zhuang)態下(xia)(不包括內部空隙),單位(wei)體(ti)積內固體(ti)物質的重(zhong)量。由于真密度是密實(shi)狀(zhuang)態下(xia)測(ce)得,會高于振實(shi)密度。
6、首次充放電比容量:石墨(mo)負極材料在(zai)(zai)最初的充放電(dian)(dian)循環中(zhong)(zhong)存(cun)在(zai)(zai)不可逆容量,在(zai)(zai)鋰離子電(dian)(dian)池的首次充電(dian)(dian)過程中(zhong)(zhong),負極材料表(biao)面隨著鋰離子的嵌(qian)入,電(dian)(dian)解(jie)(jie)液(ye)中(zhong)(zhong)的溶劑(ji)分子共(gong)嵌(qian),在(zai)(zai)負極材料表(biao)面分解(jie)(jie)形成SEI鈍(dun)化(hua)膜。
7、首次效率:評價一種負極材料性能優劣的一個(ge)重(zhong)要指標就是其首(shou)(shou)次充放電效率,也稱首(shou)(shou)次庫倫(lun)效率。
8、循環性能:負極(ji)材料的(de)循(xun)環(huan)性能是指在多次(ci)充放電循(xun)環(huan)后,其(qi)容量保持的(de)能力(li)。
9、倍率性能:負極材料的倍率(lv)性能(neng)是指(zhi)在不同(tong)充放電速率(lv)下,材料保持(chi)高(gao)效率(lv)的能(neng)力。
10、膨脹:負極材(cai)料在充放電過程(cheng)中(zhong)的(de)體積變化,會(hui)影(ying)響材(cai)料的(de)循環(huan)性能(neng)和(he)容量保持率。
11、元素含量:負極材料中(zhong)各種元素的(de)含量,如固(gu)定碳、灰分(fen)和揮(hui)發分(fen)等,都會影(ying)響材料的(de)電化學性能。
12、pH值和水分:負極(ji)材(cai)料的pH值和水分對其穩定性和制漿工藝有(you)重要(yao)影響。
二、負極材料檢測項目指標介紹
在負(fu)極材料檢測過程中,常見的項目指標(biao)包括以下幾個方面:
1、化學成分分析
化學(xue)成(cheng)分(fen)分(fen)析是負極(ji)材(cai)(cai)料檢測的(de)(de)基礎(chu)項目之一。通過對(dui)負極(ji)材(cai)(cai)料中的(de)(de)元素組成(cheng)和化合(he)物(wu)(wu)進行定量分(fen)析,可以了解材(cai)(cai)料的(de)(de)純度(du)、雜質含量以及可能(neng)存(cun)在(zai)的(de)(de)有害(hai)物(wu)(wu)質。這(zhe)些信息(xi)對(dui)于(yu)評估負極(ji)材(cai)(cai)料的(de)(de)電化學(xue)性(xing)能(neng)和安(an)全性(xing)至關重要。
2、物理性能檢測
物理性能檢測(ce)主(zhu)要包(bao)括負極材料(liao)的(de)密度、比(bi)表(biao)面積(ji)(ji)、粒徑分布等指(zhi)標的(de)測(ce)量。這(zhe)些指(zhi)標對于負極材料(liao)的(de)電(dian)(dian)化學性能有著直接的(de)影(ying)響。例如(ru),比(bi)表(biao)面積(ji)(ji)的(de)大小決(jue)定了負極材料(liao)與(yu)電(dian)(dian)解(jie)液(ye)的(de)接觸面積(ji)(ji),進(jin)而影(ying)響電(dian)(dian)池的(de)充放電(dian)(dian)性能。
3、電化學性能測試
電化學性(xing)(xing)能(neng)測試(shi)是(shi)負(fu)極材料檢測的核心(xin)項目之一。通過對負(fu)極材料進行充放電測試(shi)、循環(huan)性(xing)(xing)能(neng)測試(shi)、倍(bei)率(lv)性(xing)(xing)能(neng)測試(shi)等(deng),可以評估負(fu)極材料的能(neng)量密度(du)、循環(huan)壽(shou)命(ming)、充放電速(su)率(lv)等(deng)關鍵指標。這些指標直接決(jue)定了電池的性(xing)(xing)能(neng)和應用領域。
4、安全性評估
安全性(xing)評估是負極材料檢測中不可或缺(que)的一(yi)環(huan)。通(tong)過(guo)對(dui)(dui)負極材料進(jin)行熱穩定性(xing)測試、過(guo)充過(guo)放(fang)測試等(deng),可以評估材料在(zai)高(gao)(gao)溫、高(gao)(gao)壓等(deng)極端條件下(xia)的安全性(xing)能。這對(dui)(dui)于確保電池的安全使用(yong)具(ju)有(you)重要意義。
負極材料(liao)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)機構在執行檢(jian)(jian)測(ce)(ce)項目時,需要(yao)(yao)遵循國(guo)家和(he)行業的相(xiang)關標準(zhun)和(he)規范,確保檢(jian)(jian)測(ce)(ce)結果的準(zhun)確性和(he)可靠性。同時,檢(jian)(jian)測(ce)(ce)機構還需要(yao)(yao)不(bu)斷(duan)更新檢(jian)(jian)測(ce)(ce)技(ji)術和(he)設備,以適應負極材料(liao)技(ji)術的快速發展和(he)市場(chang)需求的變化(hua)。