Der letzte Artikel in der Reihe Negative Elektrodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien - Einführung in das Grundwissen Graphitmaterialien führt hauptsächlich in das Grundwissen zu negativen Elektrodenmaterialien ein.
Wenn wir ein negatives Elektrodenmaterial erhalten, wie können wir seine Leistung testen? Was ist die Grundlage? Einige grundlegende physikalische Eigenschaften werden verwendet, um negative Elektrodenmaterialien auszuwählen. Der zweite Teil dieser Serie führt Sie zum Verständnis des Grundwissens und der grundlegenden Beurteilungsindikatoren der Leistungsprüfung von Graphit-Negativelektroden.
Es ist für uns schwierig, anhand des Aussehens zu beurteilen, um welche Art von negativem Elektrodenmaterial es sich handelt. Es ist egal. Der negative Elektrodenhersteller hat uns bereits klassifiziert. Die Erscheinungsfarbe ist schwarz oder nur grau und hat einen metallischen Glanz. Graphit (Artificial Graphite), im Allgemeinen mit NG und AG abgekürzt, wird in Zukunft verstehen, was diese Abkürzung bedeutet.
Zu den grundlegenden Eigenschaften von Graphit gehören die Korngrößenverteilung, die spezifische Oberfläche, die Klopfdichte, der Gehalt an magnetischen Substanzen, der Graphitisierungsgrad, das Aussehen, die anfängliche Lade- und Entladekapazität und die anfängliche Effizienz. Im Folgenden wird der Test gemäß jedem Grundparameter detailliert beschrieben. Methoden und grundlegende Beurteilungsindikatoren.
Partikelgrößenverteilungstest:
Der Laser-Partikelgrößenanalysator misst die Partikelgrößenverteilung gemäß dem physikalischen Phänomen, dass Partikel Laserlicht streuen können. Wenn ein paralleler Lichtstrahl auf die Partikelblockierung trifft, wird ein Teil des Strahls gestreut, und die Ausbreitungsrichtung des gestreuten Strahls und die Ausbreitungsrichtung des Hauptstrahls bilden eine Streuung. Seine Größe hängt mit der Größe des Partikels zusammen. Je größer das Teilchen, desto kleiner der Streuwinkel und umgekehrt. Gleichzeitig stellt die Intensität des gestreuten Lichts die Anzahl der Partikel dieser Größe dar, sodass die Streuung unter verschiedenen Winkeln gemessen wird. Die Partikelgrößenverteilung der Probe kann durch die Intensität des Lichts erhalten werden. Im Allgemeinen werden die Parameter der Partikelgröße von D10, D50 und D90 erhalten, was bedeutet, dass die Partikelgröße zu 10 %, 50 % und 90 % im gemessenen Größenwert enthalten ist. Nachfolgend werden auch die Parameter der Partikelgrößen-Volumenverteilung von D10, D50 und D90 erhalten, und die Bedeutungen sind ebenfalls die gleichen.
Test der spezifischen Oberfläche:
Die Bestimmung der spezifischen Oberfläche des Festkörpers und der Porengrößenverteilung basierend auf der Stickstoffadsorptionsmethode basiert auf dem Adsorptionsgesetz von Gas auf der Festkörperoberfläche. Der Druck kann die Adsorptionsmenge verändern. Die Kurve, in der sich die Gleichgewichtsadsorptionskapazität mit dem Druck ändert, wird als Adsorptionsisotherme bezeichnet. Die Untersuchung und Messung der Adsorptionsisotherme kann nicht nur Informationen über die Eigenschaften des Adsorptionsmittels und Adsorbats liefern, sondern auch die spezifische Oberfläche und Porengrößenverteilung des Feststoffs berechnen. Im Allgemeinen ist die spezifische Oberfläche von Materialien für negative Elektroden mit kleinen Partikeln größer als die von Materialien für negative Elektroden mit großen Partikeln, und diese physikalischen Indikatoren müssen berücksichtigt werden, wenn sie in Kombination mit positiven Elektroden und Elektrolyten verwendet werden.
Klopfdichtetest:
Sein Testprinzip Der Messzylinder mit Pulver oder Partikeln ist auf dem mechanischen Vibrationsgerät befestigt, der Vibrationsmotor treibt das mechanische Vibrationsgerät an, vertikal nach oben und unten zu vibrieren, und der Messzylinder mit Pulver oder Partikeln vibriert mit dem mechanischen Vibrationsgerät rhythmisch Benehmen. Mit zunehmender Häufigkeit werden das Pulver oder die Partikel im Messzylinder allmählich vibriert. Nachdem die Anzahl der Vibrationen die eingestellte Anzahl erreicht hat, hört das mechanische Vibrationsgerät auf zu vibrieren und das Volumen des Messzylinders wird abgelesen. Gemäß der Definition der Dichte: Die Masse wird durch das Volumen geteilt, um die Dichte des Pulvers oder Granulats nach dem Klopfen zu erhalten. Dieser Parameter hängt eng mit der Größe und Form der Partikel zusammen,
Magnetischer Substanztest:
Da es schwierig ist, magnetische Verunreinigungen im Produktionsprozess von negativen Elektrodenmaterialien zu vermeiden, beeinträchtigen diese Verunreinigungen die Selbstentladung der Batterie und verursachen in schweren Fällen einen Kurzschluss der Batterie. Daher ist auch der Test auf magnetische Substanzen unerlässlich, in der Regel durch Passieren. Der Gehalt an Eisen, Chrom, Nickel und Zink in den Proben wurde mit einem induktiv gekoppelten Plasma-Emissionsspektrometer getestet.
Prüfung des Graphitisierungsgrads:
Zur Prüfung wird XRD verwendet. Das Prinzip von XRD wurde bereits erklärt, daher werde ich es hier nicht wiederholen. Außerdem ist zu beachten, dass d002 (Schichtabstand) auch per XRD berechnet werden kann, was ebenfalls ein relativ wichtiger Indikator ist. , direkt auf die Formel:
Graphitisierungsgrad: Graphitisierungsgrad (%) = (3,44 – d002)/(3,44 – 3,354) Zwischenschichtabstand
d002: Bragg-Gleichung 2dsinƟ = nλ, wobei λ die Wellenlänge des Röntgenstrahls ist, λ = 1,54056 Å, und die Beugung Ordnung n ist eine beliebige positive ganze Zahl;
Durch diesen Test kann der Unterschied zwischen dem Graphitmaterial und dem idealen Graphit verstanden werden, und es können verschiedene Arten von Anodengraphitmaterialien erhalten werden, indem unterschiedliche Bedingungen kontrolliert werden.
Aussehenstest:
Im Allgemeinen können das Aussehen und die Verteilung des Materials durch SEM gesehen werden. Wer es deutlicher sehen will, braucht ein TEM mit stärkerer Vergrößerung, um den inneren Strukturzustand und den Beschichtungszustand der Oberfläche zu analysieren.
Der Beschichtungszustand der Oberfläche des Graphitmaterials und sogar die Anzahl der Graphenschichten kann durch TEM gesehen werden. Mit der Verbesserung der Detektionsausrüstung wurden AFM (Atomkraftmikroskopie), optische Mikroskopie, Rastertunnelmikroskopie (STM) und einige In-situ-Detektionstechniken in großem Umfang zur Charakterisierung der Materialmorphologie verwendet.
Der erste Lade- und Entladeeffizienztest:
Dieses Bild dürfte den meisten Lithium-Batterie-Kollegen bekannt sein. Knopfbatterien montieren, erste Ladung und Entladung sowie erste Effizienzprüfung und Berechnung durchführen. Im Allgemeinen ist die zusammengesetzte Knopfbatterie zu Beginn des Zusammenbaus aufgrund der Methode und des Könnens oft sehr konsistent. Schlecht, die Testdaten sind nicht gut, machen Sie sich keine Sorgen, installieren Sie ein paar Mal mehr, jedes Mal, wenn Sie ein paar mehr installieren, können Sie die wichtigsten Punkte herausfinden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen.
Zusammenfassung: Als zweiter Teil dieser Reihe stellt dieser Beitrag hauptsächlich die Prüfprinzipien und Prüfmethoden der grundlegenden Eigenschaften von Graphit-Anodenmaterialien vor. Mit der Vertiefung der Forschung wurden einige eingehendere Forschungsmethoden auf Anodenmaterialien angewendet, wie z. B. Raman-Spektroskopie (Raman), Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS), Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) usw Es wird angenommen, dass mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie auch in der Lithiumbatterieindustrie mehr, neuere, bessere und einfachere Testmethoden zum Einsatz kommen werden. weit verbreitet.
