一、負(fù)極材料的主要質(zhì)量指標(biāo)有哪些
在實(shí)際應(yīng)用中,需要綜合考慮負(fù)極材料的主要質(zhì)量指標(biāo),并根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的負(fù)極材料。
負(fù)極材料的主要質(zhì)量指標(biāo)包括:
1、比表面積:指單位質(zhì)量物體具有的表面積,顆粒越小,比表面積就會(huì)越大。小顆粒、高比表面積的負(fù)極,鋰離子遷移的通道更多、路徑更短,倍率性能就比較好。但是,由于與電解液接觸面積大,形成SEI膜的面積也大,首次效率也會(huì)變低。
2、粒度分布: 石墨負(fù)極材料的粒度對(duì)其電化學(xué)性能的影響表現(xiàn)在負(fù)極材料粒度大小將直接影響材料的振實(shí)密度以及材料的比表面積。
3、振實(shí)密度:振實(shí)密度是依靠震動(dòng)使得粉體呈現(xiàn)較為緊密的堆積形式下,所測(cè)得的單位容積的質(zhì)量。它是衡量活性材料的一個(gè)重要指標(biāo),鋰離子電池體積是有限的,若振實(shí)密度高,則單位體積的活性物質(zhì)質(zhì)量大,體積容量就高。
4、壓實(shí)密度:壓實(shí)密度主要針對(duì)極片,指負(fù)極活性物質(zhì)和粘結(jié)劑等制成極片后,經(jīng)過輥壓后的密度。壓實(shí)密度與片比容量、效率、內(nèi)阻以及電池循環(huán)性能有密切關(guān)系。
5、真密度:材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下(不包括內(nèi)部空隙),單位體積內(nèi)固體物質(zhì)的重量。由于真密度是密實(shí)狀態(tài)下測(cè)得,會(huì)高于振實(shí)密度。
6、首次充放電比容量:石墨負(fù)極材料在最初的充放電循環(huán)中存在不可逆容量,在鋰離子電池的首次充電過程中,負(fù)極材料表面隨著鋰離子的嵌入,電解液中的溶劑分子共嵌,在負(fù)極材料表面分解形成SEI鈍化膜。
7、首次效率:評(píng)價(jià)一種負(fù)極材料性能優(yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)就是其首次充放電效率,也稱首次庫倫效率。
8、循環(huán)性能:負(fù)極材料的循環(huán)性能是指在多次充放電循環(huán)后,其容量保持的能力。
9、倍率性能:負(fù)極材料的倍率性能是指在不同充放電速率下,材料保持高效率的能力。
10、膨脹:負(fù)極材料在充放電過程中的體積變化,會(huì)影響材料的循環(huán)性能和容量保持率。
11、元素含量:負(fù)極材料中各種元素的含量,如固定碳、灰分和揮發(fā)分等,都會(huì)影響材料的電化學(xué)性能。
12、pH值和水分:負(fù)極材料的pH值和水分對(duì)其穩(wěn)定性和制漿工藝有重要影響。
二、負(fù)極材料檢測(cè)項(xiàng)目指標(biāo)介紹
在負(fù)極材料檢測(cè)過程中,常見的項(xiàng)目指標(biāo)包括以下幾個(gè)方面:
1、化學(xué)成分分析
化學(xué)成分分析是負(fù)極材料檢測(cè)的基礎(chǔ)項(xiàng)目之一。通過對(duì)負(fù)極材料中的元素組成和化合物進(jìn)行定量分析,可以了解材料的純度、雜質(zhì)含量以及可能存在的有害物質(zhì)。這些信息對(duì)于評(píng)估負(fù)極材料的電化學(xué)性能和安全性至關(guān)重要。
2、物理性能檢測(cè)
物理性能檢測(cè)主要包括負(fù)極材料的密度、比表面積、粒徑分布等指標(biāo)的測(cè)量。這些指標(biāo)對(duì)于負(fù)極材料的電化學(xué)性能有著直接的影響。例如,比表面積的大小決定了負(fù)極材料與電解液的接觸面積,進(jìn)而影響電池的充放電性能。
3、電化學(xué)性能測(cè)試
電化學(xué)性能測(cè)試是負(fù)極材料檢測(cè)的核心項(xiàng)目之一。通過對(duì)負(fù)極材料進(jìn)行充放電測(cè)試、循環(huán)性能測(cè)試、倍率性能測(cè)試等,可以評(píng)估負(fù)極材料的能量密度、循環(huán)壽命、充放電速率等關(guān)鍵指標(biāo)。這些指標(biāo)直接決定了電池的性能和應(yīng)用領(lǐng)域。
4、安全性評(píng)估
安全性評(píng)估是負(fù)極材料檢測(cè)中不可或缺的一環(huán)。通過對(duì)負(fù)極材料進(jìn)行熱穩(wěn)定性測(cè)試、過充過放測(cè)試等,可以評(píng)估材料在高溫、高壓等極端條件下的安全性能。這對(duì)于確保電池的安全使用具有重要意義。
負(fù)極材料檢測(cè)機(jī)構(gòu)在執(zhí)行檢測(cè)項(xiàng)目時(shí),需要遵循國家和行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí),檢測(cè)機(jī)構(gòu)還需要不斷更新檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備,以適應(yīng)負(fù)極材料技術(shù)的快速發(fā)展和市場(chǎng)需求的變化。