O último artigo da série de materiais de eletrodos negativos para baterias de íons de lítio - a introdução do conhecimento básico de materiais de grafite apresenta principalmente o conhecimento básico de materiais de eletrodos negativos.

Quando obtemos um material de eletrodo negativo, como podemos testar seu desempenho? Qual é a base? Algumas propriedades físicas básicas são usadas para selecionar materiais de eletrodos negativos. A segunda parte desta série o levará a entender o conhecimento básico e os indicadores básicos de julgamento do teste de desempenho do eletrodo negativo de grafite.

É difícil para nós julgar que tipo de material de eletrodo negativo é pela aparência. Isso não importa. O fabricante do eletrodo negativo já nos classificou. A cor da aparência é preta ou apenas cinza, e tem um brilho metálico. Grafite (Grafite Artificial), geralmente abreviado como NG e AG, entenderá o que essa abreviação significa no futuro.

As propriedades básicas do grafite incluem distribuição de tamanho de partícula, área de superfície específica, densidade de tap, conteúdo de substância magnética, grau de grafitização, aparência, carga inicial e capacidade de descarga e eficiência inicial. A seguir, descreveremos o teste em detalhes de acordo com cada parâmetro básico. métodos e indicadores básicos de julgamento.

Teste de distribuição de tamanho de partícula:

O analisador de tamanho de partícula a laser mede a distribuição do tamanho de partícula de acordo com o fenômeno físico em que as partículas podem dispersar a luz do laser. Quando um feixe de luz paralelo encontra o bloqueio de partículas, uma parte do feixe será espalhada, e a direção de propagação do feixe espalhado e a direção de propagação do feixe principal formam o espalhamento. Seu tamanho está relacionado ao tamanho da partícula. Quanto maior a partícula, menor o ângulo de espalhamento e vice-versa. Ao mesmo tempo, a intensidade da luz espalhada representa o número de partículas desse tamanho, de modo que o espalhamento é medido em diferentes ângulos. A distribuição do tamanho das partículas da amostra pode ser obtida pela intensidade da luz. Geralmente, os parâmetros do tamanho de partícula de D10, D50 e D90 serão obtidos, o que significa que o tamanho de partícula de 10%, 50% e 90% está no valor do tamanho medido. A seguir, os parâmetros da distribuição do volume de tamanho de partícula de D10, D50 e D90 também são obtidos e os significados também são os mesmos.

Teste de área de superfície específica:

A determinação da superfície específica do sólido e da distribuição do tamanho dos poros com base no método de adsorção de nitrogênio é baseada na lei de adsorção do gás na superfície sólida. A pressão pode alterar a quantidade de adsorção. A curva na qual a capacidade de adsorção de equilíbrio varia com a pressão é chamada de isoterma de adsorção. O estudo e medição da isoterma de adsorção pode não só obter informações sobre as propriedades do adsorvente e do adsorbato, mas também calcular a área superficial específica e a distribuição do tamanho dos poros do sólido. De um modo geral, a área de superfície específica de materiais de eletrodos negativos com partículas pequenas é maior do que a de materiais de eletrodos negativos com partículas grandes, e esses indicadores físicos precisam ser considerados quando usados ​​em combinação com eletrodos e eletrólitos positivos.

Teste de densidade de toque:

Seu princípio de teste O cilindro graduado com pó ou partículas é fixado no dispositivo de vibração mecânica, o motor de vibração aciona o dispositivo de vibração mecânica para vibrar verticalmente para cima e para baixo, e o cilindro graduado com pó ou partículas vibra com o dispositivo de vibração mecânica em um ritmo rítmico maneiras. À medida que o número de vezes aumenta, o pó ou partículas no cilindro graduado são gradualmente vibrados. Após o número de vibrações atingir o número de vezes definido, o dispositivo mecânico de vibração para de vibrar e o volume do cilindro graduado é lido. De acordo com a definição de densidade: a massa é dividida pelo volume, de modo a obter a densidade do pó ou grânulos após a batida. Este parâmetro está intimamente relacionado com o tamanho e a forma das partículas,

Teste de Substância Magnética:

Como é difícil evitar impurezas magnéticas no processo de produção de materiais de eletrodos negativos, essas impurezas afetarão a autodescarga da bateria e, em casos graves, causarão um curto-circuito na bateria. Portanto, o teste de substâncias magnéticas também é essencial, geralmente passando O teor de ferro, cromo, níquel e zinco nas amostras foi testado por espectrômetro de emissão de plasma acoplado indutivamente.

Teste de grau de grafitização:

XRD é usado para testes. O princípio do XRD já foi explicado antes, então não vou repeti-lo aqui. Além disso, deve-se notar que d002 (espaçamento de camadas) também pode ser calculado por DRX, que também é um indicador relativamente importante. , diretamente na fórmula:

Grau de grafitização: grau de grafitização (%)=(3,44-d002)/(3,44-3,354)

Espaçamento entre camadas d002: equação de Bragg 2dsinƟ=nλ, onde λ é o comprimento de onda dos raios X, λ=1,54056 Å, e a difração ordem n é qualquer número inteiro positivo;

Através deste teste, a diferença entre o material de grafite e o grafite ideal pode ser compreendida, e diferentes tipos de materiais de grafite anódico podem ser obtidos controlando diferentes condições.

Teste de aparência:
Geralmente, a aparência e a distribuição do material podem ser vistas através do SEM. Se você quiser ver mais claramente, você precisa de um TEM com maior ampliação para analisar o estado estrutural interno e o estado do revestimento da superfície.

O estado do revestimento da superfície do material de grafite e até mesmo o número de camadas de grafeno podem ser vistos por TEM. Com o aprimoramento dos equipamentos de detecção, AFM (microscopia de força atômica), microscopia óptica, microscopia de tunelamento de varredura (STM) e algumas técnicas de detecção in situ têm sido amplamente utilizadas na caracterização da morfologia de materiais.

O primeiro teste de eficiência de carga e descarga:
Acredita-se que esta imagem seja familiar para a maioria dos colegas de bateria de lítio. Monte as baterias de botão, realize a primeira carga e descarga e o primeiro teste e cálculo de eficiência. Geralmente, no início da montagem, devido ao método e proficiência, a bateria de botão montada geralmente é muito consistente. Pobre, os dados de teste não são bons, não se preocupe com isso, instale mais algumas vezes, cada vez que você instalar mais alguns, você poderá descobrir os pontos principais, para obter os resultados desejados.

Resumo: Como a segunda parte desta série, este artigo apresenta principalmente os princípios de teste e métodos de teste das propriedades básicas dos materiais anódicos de grafite. Com o aprofundamento das pesquisas, alguns métodos de pesquisa mais aprofundados começaram a ser aplicados aos materiais anódicos, como a Espectroscopia Raman (Raman), Espectroscopia de Fotoelétrons de Raios-X (XPS), Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), etc. acredita-se que, com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, métodos de teste mais novos, melhores e mais simples também serão usados ​​na indústria de baterias de lítio. amplamente utilizado.