Le dernier article de la série sur les matériaux d'électrodes négatives pour batteries lithium-ion - l'introduction des connaissances de base sur les matériaux en graphite introduit principalement les connaissances de base sur les matériaux d'électrodes négatives.

Lorsque nous obtenons un matériau d'électrode négative, comment pouvons-nous tester ses performances ? Quelle est la base ? Certaines propriétés physiques de base sont utilisées pour sélectionner les matériaux d'électrode négative. La deuxième partie de cette série vous amènera à comprendre les connaissances de base et les indicateurs de jugement de base des tests de performance des électrodes négatives en graphite.

Il nous est difficile de juger de quel type de matériau d'électrode négative il s'agit à partir de l'apparence. Ce n'est pas important. Le fabricant d'électrodes négatives nous a déjà classés. La couleur d'apparence est noire ou simplement grise, et elle a un éclat métallique. Graphite (Graphite Artificiel), généralement abrégé en NG et AG, comprendra ce que cette abréviation signifie à l'avenir.

Les propriétés de base du graphite comprennent la distribution granulométrique, la surface spécifique, la densité de tassement, la teneur en substance magnétique, le degré de graphitisation, l'apparence, la charge initiale et la capacité de décharge et l'efficacité initiale. Ce qui suit décrira le test en détail en fonction de chaque paramètre de base. méthodes et indicateurs de jugement de base.

Essai de distribution granulométrique :

L'analyseur de taille de particules laser mesure la distribution granulométrique en fonction du phénomène physique selon lequel les particules peuvent diffuser la lumière laser. Lorsqu'un faisceau de lumière parallèle rencontre le blocage de particules, une partie du faisceau sera diffusée, et la direction de propagation du faisceau diffusé et la direction de propagation du faisceau principal forment une diffusion. Sa taille est liée à la taille de la particule. Plus la particule est grande, plus l'angle de diffusion est petit et vice versa. Dans le même temps, l'intensité de la lumière diffusée représente le nombre de particules de cette taille, de sorte que la diffusion est mesurée à différents angles. La distribution granulométrique de l'échantillon peut être obtenue par l'intensité de la lumière. Généralement, les paramètres de la granulométrie de D10, D50 et D90 seront obtenus, ce qui signifie que la taille des particules de 10 %, 50 % et 90 % est dans la valeur de taille mesurée. Ci-après, les paramètres de la distribution volumique granulométrique de D10, D50 et D90 sont également obtenus, et les significations sont également les mêmes.

Test de surface spécifique :

La détermination de la surface spécifique solide et de la distribution de la taille des pores basée sur la méthode d'adsorption d'azote est basée sur la loi d'adsorption du gaz sur la surface solide. La pression peut modifier la quantité d'adsorption. La courbe dans laquelle la capacité d'adsorption à l'équilibre change avec la pression est appelée isotherme d'adsorption. L'étude et la mesure de l'isotherme d'adsorption permettent non seulement d'obtenir des informations sur les propriétés de l'adsorbant et de l'adsorbat, mais également de calculer la surface spécifique et la distribution de la taille des pores du solide. D'une manière générale, la surface spécifique des matériaux d'électrode négative avec de petites particules est plus grande que celle des matériaux d'électrode négative avec de grosses particules, et ces indicateurs physiques doivent être pris en compte lorsqu'ils sont utilisés en combinaison avec des électrodes positives et des électrolytes.

Appuyez sur Test de densité :

Son principe de test Le cylindre gradué avec de la poudre ou des particules est fixé sur le dispositif de vibration mécanique, le moteur de vibration entraîne le dispositif de vibration mécanique pour vibrer verticalement de haut en bas, et le cylindre gradué avec de la poudre ou des particules vibre avec le dispositif de vibration mécanique dans un rythme manière. Au fur et à mesure que le nombre de fois augmente, la poudre ou les particules dans le cylindre gradué sont progressivement mises en vibration. Une fois que le nombre de vibrations atteint le nombre de fois défini, le dispositif de vibration mécanique cesse de vibrer et le volume du cylindre gradué est lu. Selon la définition de la masse volumique : la masse est divisée par le volume, de manière à obtenir la masse volumique de la poudre ou des granulés après coulée. Ce paramètre est étroitement lié à la taille et à la forme des particules,

Test de substance magnétique :

étant donné qu'il est difficile d'éviter les impuretés magnétiques dans le processus de production des matériaux d'électrode négative, ces impuretés affecteront l'autodécharge de la batterie et, dans les cas graves, provoqueront un court-circuit de la batterie. Par conséquent, le test des substances magnétiques est également essentiel, généralement par réussite. La teneur en fer, chrome, nickel et zinc des échantillons a été testée par un spectromètre d'émission à plasma à couplage inductif.

Test de degré de graphitisation :

XRD est utilisé pour les tests. Le principe de XRD a déjà été expliqué, je ne le répéterai donc pas ici. De plus, il convient de noter que d002 (espacement des couches) peut également être calculé par XRD, qui est également un indicateur relativement important. , directement sur la formule :

Degré de graphitisation : degré de graphitisation (%)=(3,44-d002)/(3,44-3,354)

Espacement intercouche d002 : équation de Bragg 2dsinƟ=nλ, où λ est la longueur d'onde du rayon X, λ=1,54056 Å, et la diffraction l'ordre n est n'importe quel entier positif ;

Grâce à ce test, la différence entre le matériau en graphite et le graphite idéal peut être comprise, et différents types de matériaux en graphite d'anode peuvent être obtenus en contrôlant différentes conditions.

Test d'apparence :
généralement, l'apparence et la distribution du matériau peuvent être vues au SEM. Si vous voulez le voir plus clairement, vous avez besoin d'un TEM avec plus de grossissement pour analyser l'état structurel interne et l'état du revêtement de la surface.

L'état de revêtement de la surface du matériau en graphite et même le nombre de couches de graphène peuvent être vus par TEM. Avec l'amélioration des équipements de détection, l'AFM (microscopie à force atomique), la microscopie optique, la microscopie à effet tunnel (STM) et certaines techniques de détection in situ ont été largement utilisées dans la caractérisation de la morphologie des matériaux.

Le premier test d'efficacité de charge et de décharge :
On pense que cette image est familière à la majorité des collègues de la batterie au lithium. Assemblez les piles bouton, effectuez la première charge et décharge et le premier test et calcul d'efficacité. Généralement, au début de l'assemblage, en raison de la méthode et de la compétence, la pile bouton assemblée est souvent très cohérente. Pauvre, les données de test ne sont pas bonnes, ne vous inquiétez pas, installez plusieurs fois, chaque fois que vous en installez un peu plus, vous pouvez découvrir les points clés, afin d'obtenir les résultats souhaités.

Résumé : En tant que deuxième partie de cette série, cet article présente principalement les principes de test et les méthodes de test des propriétés de base des matériaux d'anode en graphite. Avec l'approfondissement de la recherche, certaines méthodes de recherche plus approfondies ont commencé à être appliquées aux matériaux d'anode, telles que la spectroscopie Raman (Raman), la spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS), la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), etc. On pense qu'avec le développement de la science et de la technologie, des méthodes de test plus nombreuses, plus récentes, meilleures et plus simples seront également utilisées dans l'industrie des batteries au lithium. largement utilisé.