锂电池检测之负极材料石墨类材料性能检测相关知识介绍

锂电池检测之负极材料石墨类材料性能检测相关知识介绍

在锂离子电池的研发和生产过程中，对负极材料的性能测试至关重要。本文将深入探讨石墨类负极材料的检测方法和关键指标，帮助读者更好地理解材料特性，从而优化电池性能。

石墨负极材料分类

石墨类负极材料主要分为两大类：天然石墨（Nature Graphite，简称NG）和人造石墨（Artificial Graphite，简称AG）。它们的外观通常为黑色或钢灰色，具有金属光泽。

石墨基本性能参数

• 粒度分布：通过激光粒度仪测量，反映颗粒尺寸的分布情况。
• 比表面积：基于氮吸附法，反映材料的表面特性。
• 振实密度：通过机械振动装置测量粉末或颗粒的密度。
• 磁性物质含量：通过电感耦合等离子体发射光谱仪检测，影响电池自放电和安全。
• 石墨化度：通过X射线衍射（XRD）测试，反映材料接近理想石墨的程度。
• 外观形貌：通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察材料的微观结构。

性能测试方法

粒度分布测试

利用激光散射原理，测量不同粒径颗粒的分布情况，获取D10、D50、D90等关键参数。

激光粒度仪 图片源自中国知网

比表面积测试

通过氮吸附等温线分析，计算材料的比表面积和孔径分布。

振实密度测试

通过振动装置使粉末或颗粒振实，测量其密度。

磁性物质测试

检测样品中的铁、铬、镍、锌等元素含量，确保电池安全。

石墨化度测试

利用XRD分析材料的石墨化程度，计算d002层间距。

表面形貌测试

使用SEM和TEM等设备观察材料的微观结构。

首次充放电效率测试

通过组装扣式电池，进行首次充放电测试，评估材料的充放电性能和效率。

随着科技的发展，更多先进的测试手段如拉曼光谱（Raman）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等开始应用于负极材料的研究。这些技术将为锂电行业带来更深入的材料理解和性能优化。

参考文献

• GB/T24533-2009 锂离子电池石墨类负极材料
• 锂离子电池石墨负极表征手段研究

新能源电池材料测试