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锂电材料和工艺性能表征技术实践指南!

3年前浏览483

固体电极材料性能表征

众所周知,电池电极的性能很大程度上取决于电化学活性材料的特性。

在确定电极配方后,必须首先将各组分混合形成浆液或干混物。而粉体流变特性或颗粒的密度和孔隙率特性的确定,也有助于调整干混工艺。

粉体特性的表征对于粉体功能和相关工艺参数非常重要。包括平均粒径和粒径分布、颗粒形状、孔隙率和比表面积。会影响粉体的流动性、分散性和黏度以及最终浆料的沉降稳定性。后者还会影响应用后的结构恢复、所生成电极层的干燥和压延特性、机械性能,并最终影响电池的电化学性能。

  • 比表面积

表面积是电池组件(包括阳极、阴极甚至隔膜材料)的一项关键特性。表面积差异会影响性能特征,例如容量、阻抗以及充电和放电速率。与预期表面积的偏差也可能表明组件制造中有杂质或不合格的粒径。

  • 拉曼光谱仪

  1. 电解液质量控制,以及电解液原材料合成过程监测

  2. 电极材料的微观结构表征

  3. 样品检测范围覆盖广泛,同一台仪器中包含两种不同激发波长

  4. 快速、准确,非接触测量,可在不接触空气的条件下检测原材料

   

比表面及孔径分析仪

   

拉曼光谱仪

功能作用

适用仪器

电极粉体材料的比表面积

Nova 系列比表面分析仪

电极粉体材料的骨架密度

 Ultrpyc 5000 真密度仪

电极粉体材料的粒度和Zeta电位  

Litesizer 500、PSA Series

电极材料的化学成分

Cora 5001 拉曼光谱仪

电极涂层和基底的粘结性

MCT3 Micro Combi 测试仪、NST3 纳米划痕测试仪

电池材料的元素分析样品制备

微波消解仪

电极材料电沉积过程的原位表征

SAXSpoint 5.0小角 X 射线散射仪

晶体结构和晶粒大小

XRDynamic 500 X 射线衍射仪

电极浆料

  • 流变学和流动特性

电池中的流变学测试主要与下面几个工艺过程相关。

  1. 正负极粉体的流动性:粉体流动性主要影响粉体的输送和混合性能。

  2. 正负极浆料的涂布工艺性能:良好的涂布工艺性能与浆料的剪切变稀特性、屈服应力、触变性等流变学特性相关,良好的流变特性是获得高质量涂层的关键。

  3. 正负极浆料的储存稳定性:储存稳定性与小应力粘弹性、流动点等流变特性相关,流变测试有助于指导改善配方,提高稳定性。

  4. 指导浆料的制备工艺研究:相同配方比例的浆料,采用不同的制备工艺,获得浆料的流变特性显著不同,流变测试可以直接对比不同制备工艺的差异性。

   

流变仪

   

粉体流变仪

功能作用

适用仪器

流变学和流动特性

MCR Evolution 系列流变仪

液体密度

DMA 35 、DMA 501 、 DMA 1001 DMA 4101 / 4501 / 5001 密度计

固体密度

Ultrpyc 5000 真密度仪

隔膜

功能作用

适用仪器

隔膜的孔径/孔径分布

Porometer 3G 毛细管流动孔径仪

隔膜的孔径/体积

Poremaster 压汞孔径分析仪

隔膜的结构/拉伸力学特性

MCR 702 Multidrive 流变仪

电解液

功能作用

适用仪器

液体密度

DMA 35 、DMA 501 、 DMA 1001 DMA 4101 / 4501 / 5001 密度计

黏度

Lovis 2000 M/ME 黏度计

来源:锂电那些事
化学新能源焊接材料控制
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首次发布时间:2023-07-01
最近编辑:3年前
锂电那些事
本科 | 技术总监 锂电设备、工艺和材料技术研发应
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