鋰電池是新興行業(yè),具有較大的發(fā)展潛力及前景。為了促進(jìn)該行業(yè)健康有序發(fā)展,相關(guān)行業(yè)標準持續被制定與發(fā)布。其中,關(guān)于鋰電池負極材料的相關(guān)技術(shù)標準也已經(jīng)有明確規定。具體看哪些指標?
1.負極材料的晶體結構
不同的晶體結構及化學(xué)組成會(huì )造成粉體的物理化學(xué)特性千差萬(wàn)別,進(jìn)而影響到粉體的應用。常用的負極材料石墨有兩種晶體結構,一種是六方相,一種是菱方相。晶體結構的有序程度和發(fā)生石墨化的難易程度相關(guān)。石墨化度越大,碳材料越容易石墨化,同時(shí)晶體結構的有序程度也越高。其石墨化程度越高,相應晶格缺陷越少,電子的遷移阻力越小,電池的動(dòng)力學(xué)性能會(huì )得到提升。
2.負極材料的粒度分布
負極材料的粒度分布會(huì )直接影響電池的制漿工藝以及體積能量密度。在相同的體積填充份數情況下,材料的粒徑越大,粒度分布越寬,漿料的黏度就越小,這有利于提高固含量,減小涂布難度。另外,材料的粒度分布較寬時(shí),體系中的小顆粒能夠填充在大顆粒的空隙中,有助于增加極片的壓實(shí)密度,提高電池的體積能量密度。潤之Rise系列2006/2008在此行業(yè)應用較多。
粒度測試報告
3.負極材料的密度
密度是指材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。粉體材料一般都是有孔的,根據是否將這些孔體積計入,可分為真密度、有效密度和表觀(guān)密度,而表觀(guān)密度又分為壓實(shí)密度和振實(shí)密度。在實(shí)際應用中,生產(chǎn)廠(chǎng)家更為關(guān)心的是材料的表觀(guān)密度。對于負極材料,密度會(huì )直接影響到電池的體積能量密度。對于同一種材料,其壓實(shí)密度越大,體積能量密度也越高,因此標準中對各項密度的下限值均做出了要求。潤之RIse系列1010/1020/1030可以進(jìn)行真密度的測試;Rise-800/801可以進(jìn)行振實(shí)密度的測試,Rise-802可以進(jìn)行松裝密度的測試。
智能型振實(shí)密度儀
4.負極材料的比表面積
負極材料的比表面積對電池的動(dòng)力學(xué)性能和固體電解質(zhì)膜的形成有很大影響。如石墨的比表面積太大,造成第一次容量損失過(guò)多,而且加的粘結劑會(huì )比較多,造成內阻增加。石墨的比表面積與石墨顆粒的形狀、表面結構等有關(guān),比如人造石墨具有特殊的微孔結構,比表面積大,含有的活性部位增多,反應面積增大,提高活性材料的利用率,表現出高容量和高倍率性能。可以說(shuō)石墨顆粒的比表面積過(guò)大或過(guò)小都不利于鋰離子的可逆脫嵌,只有合適的比表面積才能限度地可逆脫嵌鋰離子。潤之RIse系列1010/1020/1030是符合國標的靜態(tài)容量氮吸附法,可以精zhun測量負極材料比表面積,其中1020/1030在行業(yè)應用較廣。
比表面分析報告
比表面積分析儀
5.負極材料對pH和水分的要求
負極材料的pH和水分對材料的穩定性和制漿工藝有重要影響。粉體材料中含有的微量水分可由卡爾·費休庫侖滴定儀測定。對于pH值。可以將試樣與蒸餾水相混合后用pH計測定。
6.負極材料的元素含量
石墨主要由固定碳、灰分和揮發(fā)分三部分組成,固定碳是真正起電化學(xué)活性的組分,標準中對固定碳的含量有著(zhù)嚴格要求,至少大于99.5%。此外,除了固定碳、鋰主要元素,負極材料在進(jìn)行包覆、摻雜等改性過(guò)程中會(huì )引入一些雜質(zhì)元素,它們也會(huì )嚴重影響電池的電化學(xué)性能,需要嚴格控制。另外,部分負極原料中含有鎘、鉛、汞、六價(jià)鉻及其化合物等限用元素,它們對動(dòng)物、植物和環(huán)境有害,因此在標準中對此類(lèi)物質(zhì)有嚴格的限制。
7.負極材料的第一次可逆比容量和第一次效率
負極材料的第一次可逆比容量指的是首周脫鋰容量,而第一次效率指的是首周脫鋰容量與嵌鋰容量的比值,它們可以在很大程度上反映電極材料的電化學(xué)性能。而且電池的可逆比容量可以在一定程度上反映材料在后續循環(huán)中的穩定容量,也具有重要的實(shí)際意義。
石墨是主要的鋰電池負極材料之一,石墨的超細化研磨是一道關(guān)鍵步驟,影響到負極材料的粒度分布、比表面積和晶體結構等。因此超細研磨設備十分關(guān)鍵。
濟南潤之科技有限公司位于美麗“泉城"濟南市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區,2002年成立至今一直從事于濕法、干法、干濕兩用、噴霧以及在線(xiàn)激光粒度儀,全自動(dòng)比表面積及孔隙度分析儀,顯微圖像分析儀,振實(shí)松裝密度儀、粉塵分散度測定儀和微型振動(dòng)篩等儀器的研制開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)銷(xiāo)售,以“專(zhuān)業(yè)品質(zhì)、誠摯服務(wù)、求真務(wù)實(shí)"為立業(yè)之本,以“技術(shù)進(jìn)步、客戶(hù)口碑"為發(fā)展動(dòng)力,本著(zhù)用科技服務(wù)社會(huì )的企業(yè)宗旨,為各行業(yè)提供高性能產(chǎn)品及服務(wù)。
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