El último artículo de la serie de materiales de electrodos negativos para baterías de iones de litio: la introducción del conocimiento básico de los materiales de grafito presenta principalmente el conocimiento básico de los materiales de electrodos negativos.

Cuando obtenemos un material de electrodo negativo, ¿cómo podemos probar su rendimiento? ¿Cuál es la base? Algunas propiedades físicas básicas se utilizan para seleccionar materiales de electrodos negativos. La segunda parte de esta serie lo llevará a comprender el conocimiento básico y los indicadores de juicio básicos de las pruebas de rendimiento de electrodos negativos de grafito.

Es difícil para nosotros juzgar qué tipo de material de electrodo negativo es por su apariencia. No importa. El fabricante del electrodo negativo ya nos ha clasificado. El color de apariencia es negro o simplemente gris, y tiene un brillo metálico. Graphite (Grafito Artificial), generalmente abreviado como NG y AG, entenderá lo que significa esta abreviatura en el futuro.

Las propiedades básicas del grafito incluyen la distribución del tamaño de las partículas, el área de superficie específica, la densidad del grifo, el contenido de sustancias magnéticas, el grado de grafitización, la apariencia, la capacidad inicial de carga y descarga y la eficiencia inicial. A continuación se describirá la prueba en detalle según cada parámetro básico. métodos e indicadores básicos de juicio.

Prueba de distribución de tamaño de partículas:

El analizador de tamaño de partículas láser mide la distribución del tamaño de partículas de acuerdo con el fenómeno físico que las partículas pueden dispersar la luz láser. Cuando un haz de luz paralela encuentra el bloqueo de partículas, una parte del haz se dispersará, y la dirección de propagación del haz dispersado y la dirección de propagación del haz principal se dispersarán. Su tamaño está relacionado con el tamaño de la partícula. Cuanto mayor sea la partícula, menor será el ángulo de dispersión y viceversa. Al mismo tiempo, la intensidad de la luz dispersada representa el número de partículas de este tamaño, por lo que la dispersión se mide en diferentes ángulos. La distribución del tamaño de partícula de la muestra se puede obtener por la intensidad de la luz. Generalmente, se obtendrán los parámetros del tamaño de partícula de D10, D50 y D90, lo que significa que el tamaño de partícula de 10%, 50% y 90% está en el valor de tamaño medido. De aquí en adelante, también se obtienen los parámetros de la distribución del volumen del tamaño de partícula de D10, D50 y D90, y los significados también son los mismos.

Prueba de área de superficie específica:

La determinación de la superficie específica sólida y la distribución del tamaño de los poros basada en el método de adsorción de nitrógeno se basa en la ley de adsorción del gas en la superficie sólida. La presión puede cambiar la cantidad de adsorción. La curva en la que la capacidad de adsorción de equilibrio cambia con la presión se denomina isoterma de adsorción. El estudio y la medición de la isoterma de adsorción no solo pueden obtener información sobre las propiedades del adsorbente y el adsorbato, sino también calcular el área de superficie específica y la distribución del tamaño de poro del sólido. En términos generales, el área de superficie específica de los materiales de electrodos negativos con partículas pequeñas es mayor que la de los materiales de electrodos negativos con partículas grandes, y estos indicadores físicos deben tenerse en cuenta cuando se usan en combinación con electrolitos y electrodos positivos.

Toque la prueba de densidad:

Su principio de prueba El cilindro graduado con polvo o partículas se fija en el dispositivo de vibración mecánica, el motor de vibración hace que el dispositivo de vibración mecánica vibre verticalmente hacia arriba y hacia abajo, y el cilindro graduado con polvo o partículas vibra con el dispositivo de vibración mecánica en un rítmico manera. A medida que aumenta el número de veces, el polvo o las partículas en el cilindro graduado vibran gradualmente. Después de que el número de vibraciones alcanza el número establecido de veces, el dispositivo de vibración mecánica deja de vibrar y se lee el volumen del cilindro graduado. De acuerdo con la definición de densidad: la masa se divide por el volumen, para obtener la densidad del polvo o gránulos después del grifo. Este parámetro está estrechamente relacionado con el tamaño y la forma de las partículas,

Prueba de sustancia magnética:

dado que es difícil evitar las impurezas magnéticas en el proceso de producción de materiales de electrodos negativos, estas impurezas afectarán la autodescarga de la batería y, en casos graves, provocarán un cortocircuito en la batería. Por lo tanto, la prueba de sustancias magnéticas también es esencial, generalmente pasando El contenido de hierro, cromo, níquel y zinc en las muestras se probó mediante un espectrómetro de emisión de plasma acoplado inductivamente.

Prueba de grado de grafitización:

XRD se utiliza para la prueba. El principio de XRD se ha explicado antes, así que no lo repetiré aquí. Además, cabe señalar que d002 (espaciado de capas) también se puede calcular mediante XRD, que también es un indicador relativamente importante. , directamente en la fórmula:

Grado de grafitización: grado de grafitización (%)=(3,44-d002)/(3,44-3,354)

Espaciado entre capas d002: ecuación de Bragg 2dsinƟ=nλ, donde λ es la longitud de onda de los rayos X, λ=1,54056 Å, y la difracción order n es cualquier número entero positivo;

A través de esta prueba, se puede entender la diferencia entre el material de grafito y el grafito ideal, y se pueden obtener diferentes tipos de materiales de grafito de ánodo mediante el control de diferentes condiciones.

Prueba de apariencia:
Generalmente, la apariencia y distribución del material se puede ver a través de SEM. Si desea verlo con mayor claridad, necesita un TEM con más aumentos para analizar el estado estructural interno y el estado del recubrimiento de la superficie.

El estado del recubrimiento de la superficie del material de grafito e incluso el número de capas de grafeno se pueden ver mediante TEM. Con la mejora de los equipos de detección, AFM (microscopía de fuerza atómica), microscopía óptica, microscopía de túnel de barrido (STM) y algunas técnicas de detección in situ se han utilizado ampliamente en la caracterización de la morfología del material.

La primera prueba de eficiencia de carga y descarga:
Se cree que esta imagen es familiar para la mayoría de los colegas de baterías de litio. Montar las pilas de botón, realizar la primera carga y descarga y la primera prueba y cálculo de eficiencia. En general, al comienzo del ensamblaje, debido al método y la competencia, la batería de botón ensamblada suele ser muy consistente. Pobre, los datos de prueba no son buenos, no se preocupe por esto, instálelo unas cuantas veces más, cada vez que instale un poco más, puede encontrar los puntos clave para lograr los resultados deseados.

Resumen: Como la segunda parte de esta serie, este documento presenta principalmente los principios de prueba y los métodos de prueba de las propiedades básicas de los materiales de ánodo de grafito. Con la profundización de la investigación, se han comenzado a aplicar algunos métodos de investigación más profundos a los materiales anódicos, como la espectroscopia Raman (Raman), la espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS), la espectroscopia infrarroja transformada de Fourier (FTIR), etc. Se cree que con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, también se utilizarán más, más nuevos, mejores y más simples métodos de prueba en la industria de las baterías de litio. ampliamente utilizado