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锂亚铁离子干电池化工实验操作耐腐蚀性和电化工耐腐蚀性阐述

一般的由正极食材、膈膜、负极板材、 电解法液、护壳五部份組成。各举正极村料是锂阴离子充电电池中在于核心的有些。锂化合物电池板正极材料物理学、化学上的使用性能的大幅提升,能很多层次上加强锂铁离子充电电池 的性能指标,带动锂阴离子锂电池的发展进步。

现阶段应用最广泛的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和镍钴锰酸锂等。锂离子电池正极材料的粒度、形貌、比表面积、振实密度、结构、成分等理化性能和电化学性能对锂离子电池正极材料的应用有着重要的影响。准确分析测定这些性能参数对锂离子电池正极材料研发者和使用者都有着重要的意义。本文对这些理化性能和电化学性能的分析方法做一综述,为广大的锂离子电池正极材料工作者提供参考。

一、锂离子电池正极材料理化性能分析方法

锂离子电池正极材料需要分析的理化性能主要包括粒度、形貌、比表面积、振实密度、结构和成分。

1 锂离子电池正极材料粒度分析

锂离子电池正极材料的粒度及粒度分布对电池的安全性能和极片的压实密度有较大影响,同时也对电池材料的有影响。粒度分析方法主要有沉降法、筛分法、库尔特法、电镜统计观察法、电超声粒度分析法、衍射法、动态光散射法。锂离子电池正极材料的粒度分析应用最多的是激光散射法,步骤主要参考标准GB/T19077-2016。

激光散射法的原理是:颗粒样品以合适的浓度分散于适宜的液体或气体中,使其通过单色光束,当光遇到颗粒后以不同角度散射,由多元探测器散射光。通过适当的模型和数学过程,转换这些量化的散射数据,得到一系列离散的粒径段上的颗粒体积相对于颗粒总体积的百分比,从而得出颗粒粒度体积分布。原理示意图如图1。

图1 激光散色法原理示意图

激光散射法操作简单、测试快捷、适应广泛,重复性好。用激光散射法测量锂离子电池正极材料的粒度及粒度分布时,要确定好正极材料的折射率和吸收率,否则测量会出现误差。朱果等采用激光散射法原理的激光粒度仪对钴酸锂正极材料的粒度进行了测试,分析表明测试数据误差较小,重现性好。

2 锂离子电池正极材料形貌分析

材料的形貌分析最常用的手段是扫描(SEM)和透射电子显微镜(M)。有时根据材料形貌的特殊要求,也用到扫描隧道显微镜(STM)和 原子力显微镜(AFM)。

锂离子电池正极材料的形貌分析主要用到的是扫描电子显微镜和透射电子显微镜。SEM一般只能提供锂离子电池正极材料微米或亚微米的形貌信息。TEM分辨率更高,可以达 到0.1nm~0.2nm,除了对样品进行形貌分析,还可以分析样品的结构。粟智等采用TEM对锰酸锂的形貌进行了分析,分析结果如图2。从图上能够不清的看看原材料的形貌,时候也会看得出来样板结晶度非常好。

图2 样品TEM图

3 锂离子电池正极材料比表面积分析

锂离子电池正极材料的比表面积与材料的加工性能有关。因此比表面积分析也是锂离子电池正极材料理化性能分析中重要的一项。锂离子电池正极材料比表面积分析方法主要采BET法。BET法的原理是:将试样放入盛样器,然后置于液氮中,此条件下,试样表面将发生物理吸附。用压力计测量吸附达到平衡时的平衡吸附压力,容量法或色谱法测量样品吸附的气体量。最后将平衡吸附压力和吸附的气体体积带入BET方程式, 计算求出试样的比表面积。BET测试方法和步骤参考GB/T13390-2008。

4 锂离子电池正极材料振实密度分析

锂离子电池正极材料的振实密度关系到电池制作过程中的压实密度,是材料能量密度的考核指标之一。锂离子电池正极材料的振实密度分析主要采用法,原理是:称取一定量的样品置于玻璃量筒中,通过振动装置使量筒里的粉末逐渐被振实,直至粉末的体积读数不再变化,记录此时的体积数。将先前称取粉末的质量数除以记录的体积数,就得到样品的振 实密度。振实密度测试方法和步骤参考GB/T5162-2006

5 锂离子电池正极材料结构分析

锂离子电池正极材料的结构决定了锂离子脱嵌路径方式的不同,对锂离子电池的电化学性能等产生明响。锂离子电池正极材料结构分析方法有X射线衍射(XRD)法、光谱法、拉曼光谱法等。X射线衍射法是最常用的组成部分阐述方式 。运用XRD不错对材料通过物相定义剖析、物相按量剖析包括测定法材料的晶体度。张利峰等对多种途径制作的磷酸铁锂用XRD对其构成做出了了解,了解图谱如图甲所示3。从图例是可以听出,有差异化的方法准备的磷酸铁锂合格品,XRD图一定的差异化,证明XRD数据分析能良好 的不良反应合格品的构造不同。

锂离子电池理化性能和电化学性能分析

图3 磷酸铁锂的XRD图谱

红外光谱属于分子振动光谱,是由于分子振动能级跃迁和分子转动能级跃迁而形成的带光谱。红外光谱法是利用红外光谱对物质分子结构进行定性和定量分析的方法。在锂离子电池正极材料结构分析,广泛使用XRD和红外光谱相结合的方法。通过考察正极材料红外吸收峰的变化,分析正极材料晶体结构的变化。

拉曼光谱与红外光谱一样,均源于分子的振动和 转动能级跃迁。通过拉曼光谱法可以直接获得物质的分子结构信息。拉曼光谱法分辨率高、重现性好。在锂离子电池正极材料的研究中,利用拉曼光谱可以研究锂离子电池正极材料充放电过程的结构变化。采用非原位拉曼光谱时,将锂离子电池正极材料停留 在某个充电或放电状态时取出,测量其拉曼谱,得到正极材料此时的结构,然后跟充电或放电前的状态对比,可获得电池正极材料充放电前后的结构变化。而采用原位拉曼光谱,更是可以实时获得锂离子电池正极材料充放电过程的结构变化信息。

6 锂离子电池正极材料成分分析

锂离子电池正极材料成分分析主要分为主体元素成分分析和掺杂元素成分分析。掺杂元素成分分析因为掺杂元素含量较低,分析方法相对简单。根据掺杂元素的含量和种类可以采用吸光光度法、等离子体发射光谱法(ICP-OES)、电感耦合等离子体质谱 法(ICP-MS)、原子吸收光谱法(AAS)等。

主体元素成分分析因为元素含量高,如果采用常规的低含量杂质元素的分析方法,容易产生较大的误差。所以主体元素分析通常采用滴定法。如陈平等研究了在大量干扰元素锰、钴存在的情况下,丁二酮肟沉淀-EDTA滴定法测定正极材料中镍的含量的方法。研究结果表明,该方法标准偏差小于0.054,变异系数小于0.20%,回收率在99.63%~100.5%之间。

GB/T30835-2014中规定磷酸铁锂中铁含量的分析采用重铬酸钾标准溶液滴定法。磷含量的分析采用磷钼酸铵容量法。如果主体元素中个别元素含量相对较低,也可采用ICP-OESAAS等。如刘英等研究建立了锂离子电池电极材料LiCoO2中Li的分析方法,确定采用AAS和ICP-AES,该测定方法准确、简便和快速。

二、锂离子电池正极材料电化学性能分析方法

锂离子电池正极材料的电化学性能主要包括首次放电比容量、首次充放电效率、放电平台容量比率、倍率性能、循环寿命等。

对于钴酸锂正极材料,GB/T23665-2009中规定了钴酸锂首次放电比容量及首次充放电效率的测试方法。采用半电池测试这两个参数,电池制作方法和测试过程标准中有详细介绍。GB/T23366-2009中规定了钴酸锂放电平 台容量比率及循环寿命的测试方法。测试步骤标准中也有详细介绍。对于镍钴锰酸锂正极材料,YS/T798-2012规定了镍钴锰酸锂首次放电比容量、首次充放电效率、 平台容量比率及循环寿命的测试方法。标准中规定这些参数的测定参照钴酸锂的测试方法执行。对于磷酸铁锂正极材料,GB/T30835-2014中规定了磷酸铁锂首次库伦效率、首次可逆比容量、倍率性能的测定方法。测试步骤标准中也有详细规定。

除了以上手段对锂离子电池正极材料的电化学性能进行分析,还可以采用法和电化学交流法对正极材料的动力学过程进行表征。吴建波等采用循环伏安法和电化学交流阻抗法对锰酸锂粉体及薄膜电极的动力学过程进行了分析,找出影响其电化学性能的主要动力学因素。图4是其循环伏安图谱。顺利通过图谱中的抹除电位差,能反映落实工业材料的可逆性性。

锂离子电池理化性能和电化学性能分析

图4 循环伏安曲线

图5是锰酸锂粉体在不同电极电位下的膜和膜图。依据图内膜电阻值和膜电阻的状况,是可以展现锂阴阳离子嵌脱的反应阻碍的尺寸大小。

锂离子电池理化性能和电化学性能分析

图5 锰酸锂粉体的膜电阻和膜电容随电极电位的变化

三、总结

材料理化性能和应用性能的分析方法很多,从中筛选和确定适合锂离子电池正极材料性能的分析方法,有助于锂离子电池正极材料工作者准确分析自己材料的性能,也有助于不同锂离子电池正极材料工作者相互之间数据的比较,对推动锂离子电池正极材料的发展有重要的意义。

本文在锂离子电池正极材料理化性能分析方面,对每个理化指标都给出了自己的分析方法,这些方法有些是锂离子电池正极材料标准中规定的方法,有些是在锂离子电池正极材料分析中应用最广范的方法。这些都可为锂离子电池正极材料工作者在理化性能分析方法的选择上提供参考。


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    负极食材 2023年,欧洲储能干电池充电干电池充电及欧洲能量侧供需疫情,2025年欧洲负极市扬三维空间预期近500亿。 近些年锂化合物干电池充电负极食材其中包括大自然石墨食材、人工石墨食材、硅基非常他负... 2023-03-18 主要来源:未指定 预览:132 次
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  • 【市场】中间相炭微球(MCMB)在负极

    【市场】中间相炭微球(MCMB)在负极

    前言 : 本诗主要的说明了中间商相炭微球 ( MCMB ) 基本pp的原相关材料在锂阴阳亚铁离子电池箱负极的原相关材料中的app与探析现况 。 MCMB具备良好的锂阴阳亚铁离子扩散转移性 、 导电性和机制可靠性等优势与劣势 ,... 2023-03-18 原因:未知的 查看:115 次
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  • 锂离子电池关键材料负极材料(文章

    申博真人:锂离子电池关键材料负极材料(文章

    旱期价段,锂轻金属制资料曾被当做负极板材,锂轻金属制资料还可以拿到较高的比体积,仅是在多少次充电流的具体步骤中,锂轻金属制资料成为负极板材简单在负极面析锂,演变成锂枝晶产生電池存在短... 2023-03-16 源头:异常 浏览访问:170 次
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  • 2021年中国碳中和愿景下新能源汽车市

    2021年中国碳中和愿景下新能源汽车市

    新能量气车服务业主要是发售机构: byd(002594)、上汽名爵股份(00175.HK)、上汽实业公司(600104)、广汽实业公司(601238)、北汽蓝谷(600733)、华阳气车(000625)等 从文中重要统计资料: 纯电动伸缩气车商品销量... 2023-03-10 原因:已损坏 搜素:91 次
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  • 一文详细了解2021年中国电动汽车行业

    申博真人:一文详细了解2021年中国电动汽车行业

    中国大直流自动伸缩气车想关行业内将慢慢回归祖国市场中 近些载以来,东北地区直流自动伸缩气车想关行业内短时间未来发展前景,直流自动伸缩气车保留量迅速的增涨,中间纯直流自动伸缩车拥有主导者话语权。在直流自动伸缩气车想关技术水平短时间未来发展前景的助推下... 2023-03-10 源于:未命名 浏览网页:83 次
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  • 中国电动汽车百人会:汽车、交通和

    中国电动汽车百人会:汽车、交通和

    汽車、出行和发热能源开发构造了互不支撑着、互为制约的碳链子。出行使用需求会引响汽車享有量和出行区域的发热能源开发总量量,可以引响碳废气排放。汽車终端设备用能组成部分及高耗能关卡又翻转的英文影... 2023-03-10 渠道:不确定 浏览网页:192 次
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  • 双碳”目标背景下矿业发展新机遇与

    双碳”目标背景下矿业发展新机遇与

    近期,《全球矿山机械》2030年一杂志载了 自动資源部矿物資源保护性进行监督司司长鞠建华创作的《 双碳关键背静下矿山机械发展方向新机会与实现目标线路 》这篇文章。 鞠建华司长比较深的认为了... 2023-03-10 由来: 中国国家沙石协会网站 阅览:168 次
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  • 煤炭(煤基材料)相关政策汇总

    申博真人:煤炭(煤基材料)相关政策汇总

    欧洲国家主体: 2020你那8月十五日,习总今日在山西省省榆林市参观考察时牢固树立 习总总书纪表示:要的提升新疆煤炭做为精细石油化工物料的网络综合运用能效,促使煤精细石油化工企业舒适化、创新扩散理论化、节能减排... 2023-03-10 收入:异常 查询:171 次
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  • 一分钟了解各种能源消耗排放多少二

    申博真人:一分钟了解各种能源消耗排放多少二

    1、多种较常用化石燃料的热值及折标公式 燃料名称大全 峰值底位产生含糖量量 折原则煤公式 原 煤 20908千焦(5000千卡)/干克 0.7143干克原则煤/干克 洗精煤 26344千焦(6300千卡)/干克... 2023-03-03 收入:还不确定 预览:141 次
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  • 标准煤、碳排放和二氧化碳排放量的

    申博真人:标准煤、碳排放和二氧化碳排放量的

    近几年你们拉开帷幕了温室混合气体内部结构核查员的技能培训,有许多品质和同事也參加深造了,那当下依然给消费者广泛应用下面有关碳采和 碳达峰 碳的排污标准的知识与技能。 规则煤、碳的排污标准和二硫化碳的排污标准... 2023-03-03 来源地:未知的 网页浏览:146 次
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  • 碳中和-双碳目标-锂离子电池-碳排放

    申博真人:碳中和-双碳目标-锂离子电池-碳排放

    德国公路运输与生态环境联办会(代称:TE)信息表明信息,仅 电池箱组产出加工有些的碳释放使用范围就在61-106 kg CO2/kW h,高达还可以坐拥自动汽车行业全寿命周期时间的60%综上所述。 TE信息表明信息,锂电箱组产出加工具体步骤... 2023-03-03 来原:原汁原味 网页浏览:114 次
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  • 石墨化专题会议纪要20211027

    石墨化专题会议纪要20211027

    一、生的生生产能力力力 1、石墨化生的生生产能力力力? 每年在年底中国石墨化生的生生产能力力力在六十千吨两边,40%-45%的量低效在甘肃古位置,到近几年十月底负极石墨假名字义生的生生产能力力力在84千吨两边,从本年到如今都可以支出... 2023-03-01 种类:未知的 浏览器:52 次
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  • 锂电浪潮已至,负极市场空间预计2

    锂电浪潮已至,负极市场空间预计2

    人类石墨是趋势,石墨化是关键所在基本原则 负极是锂充电电瓶四个大素材之四,天然植物石墨和人类石墨利用最广泛。锂充电电瓶的四个大素材有正极素材、负极素材、隔离膜、电解设备液。负极素材... 2023-03-01 由来:不明 打开网页:151 次
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  • 预见2021:《2021年中国锂电池负极材料

    申博真人:预见2021:《2021年中国锂电池负极材料

    锂锂电芯负极的原相关食材其主要可分成先天石墨负极的原相关食材和人类石墨负极的原相关食材。在这当中,先天石墨负极的原相关食材的品牌进入校园市场为先天石墨金矿石,人类石墨负极的原相关食材的品牌进入校园市场其中包括针状焦、变压器油焦、改性沥青焦... 2023-03-01 來源:未指定 查询:191 次
    安利
  • 锂电负极行业研究报告:石墨化长期

    锂电负极行业研究报告:石墨化长期

    (情况汇报出餐方/编辑:中国民生证券商,邓永康) 1、石墨化:负极产出中的本质关键环节 1.1 简述:碳水分子在高的温度下重排 石墨具有着层状的结构,各要素中碳水分子 sp2 杂化路轨导致互成... 2023-03-01 源头:未命名 网页浏览:177 次
    讲解
  • Small Methods: 锂离子电池多尺度结构的

    Small Methods: 锂离子电池多尺度结构的

    根据地球社会的的发展前景,国内学习环境与生物质能源大问题进一步严重,设计清理、安全性高、科学规范的一种新型储电科技拥有了实验者们注重的焦聚。在所有的的储电措施中,锂亚铁离子容量电池兼具力量密度单位... 2023-02-27 从何而来:异常 打开网页:168 次
    分亨
  • 负极材料分类和生产工艺详解

    申博真人:负极材料分类和生产工艺详解

    负极材质基本可分为碳材质或非碳材质俩种类型。碳类包含碳基安全体系,基本包含中间的相碳微球、人类石墨、当然石墨和硬碳。当今市厂化用途度最高的的为碳材质中的石墨类负极... 2023-02-27 渠道:Carbontech 挑选:61 次
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