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技術(shù)文章

鋰電池材料振實(shí)密度和壓實(shí)密度測(cè)試方法概述

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鋰電池材料振實(shí)密度和壓實(shí)密度測(cè)試方法概述

振實(shí)密度和壓實(shí)密度是兩種不同的概念,測(cè)試方法也不同,表示的含義及實(shí)際應(yīng)用中都不一樣的.

.振實(shí)密度(tap density 

1.定義:

在規(guī)定條件下容器中的粉末經(jīng)振實(shí)后所測(cè)得的單位容積的質(zhì)量,單位為g/cm3。振實(shí)密度受粒徑分布,粒子形貌影響很大,溫濕度,含水量等影響.

2.影響因素:

 振實(shí)密度一般描述材料的工藝性能,包括生產(chǎn)、倉儲(chǔ)、運(yùn)輸、料倉和包裝體積等,鋰離子電池行業(yè)中,包裝密度對(duì)電池容量的影響是非常大的,高的振振實(shí)密度就意味著電池容量大及儲(chǔ)能量高,有利于提高電池性能.反之就影響電池質(zhì)量.

3.設(shè)備

振實(shí)密度測(cè)試儀(FT-100A)就是用于測(cè)量和分析鋰電池包裝密度的用設(shè)備,

4.工作原理:

裝有粉末刻度量筒隨著電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械振動(dòng)裝置垂直上下振動(dòng),振動(dòng)次數(shù)達(dá)到設(shè)定值后,停止振動(dòng),讀出刻度量筒的體積.

.壓實(shí)密度(compacted density) 

1.定義: 

在鋰離子電池設(shè)計(jì)過程中,壓實(shí)密度=面密度/(片碾壓后的厚度—集流體厚度,單位:g/cm3 

2.壓實(shí)密度分為:

負(fù)壓實(shí)密度Anode density(或稱為陽壓實(shí)密度)和正壓實(shí)密度Cathode density(或稱為陰壓實(shí)密度)。 

3.應(yīng)用說明:

3.1.鋰離子動(dòng)力電池在制作過程中,壓實(shí)密度對(duì)電池性能有較大的影響。通過實(shí)驗(yàn)證明,壓實(shí)密度與片比容量,效率,內(nèi)阻,以及電池循環(huán)性能有密切的關(guān)系。找出壓實(shí)密度對(duì)電池設(shè)計(jì)很重要。一般來說,壓實(shí)密度越大,電池的容量就能做的越高,所以壓實(shí)密度也被看做材料能量密度的參考指標(biāo)之一.

3.2.壓實(shí)密度不光和顆粒的大小、密度有關(guān)系,還和粒子的配有關(guān)系,壓實(shí)密度大的一般都有很好的粒子正態(tài)分布。可以認(rèn)為,工藝條件一定的條件下,壓實(shí)密度越大,電池的容量越高。 

  

3.3.合適的正壓實(shí)密度可以增大電池的放電容量,減小內(nèi)阻,減小化損失,延長電池的循環(huán)壽命,提高鋰離子電池的利用率。在壓實(shí)密度過大或過小時(shí),不利于鋰離子的嵌入嵌出。 

現(xiàn)在常用的正材料(鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等)和負(fù)材料(人造石墨、天然石墨、復(fù)合石墨等),由于材質(zhì)不同,壓實(shí)密度也有較大的差別。 


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