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粒径、粒形——锂离子电池行业的必备测试
2020/05/29 11:35
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方案摘要：
产品配置单：
马尔文帕纳科激光粒度仪Mastersizer 3000
型号： Mastersizer 3000
产地： 英国
品牌： 马尔文帕纳科
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方案详情：
锂离子电池行业通常选用合适的正极(磷酸铁锂、三元材料等)和负极(石墨材料)材料通过匀浆、涂布、干燥及分切得到相应的电池片(如图一所示的简略流程图)。电池片的电容量、充放电速率、安全性、寿命以及成本都是电池制造厂商必须要考虑的因素。这些因素与材料的属性、组成、结构以及生产流程息息相关。马尔文帕纳科作为电池行业的重要合作伙伴，一直致力于给客户提供更准确的数据，更简单的操作以及更加优质的服务。本文就电池原材料的粒径粒形测试展开了讨论。
图一 电池行业简略流程图
无论是正极还是负极的电极材料，粒径的大小都是至关重要的因素。不同大小的电极原材料不仅会影响最终电池材料的电容量，还会影响电极材料的填充比，进而影响了电极材料的充放电速率。如图二所示，两种电极材料呈现出不同的粒度结果，相比于样品B，样品A含有更多的小颗粒，更多的小颗粒会得到更高填充比的电极材料，从而提高了其电极材料的电容量。然而，由小颗粒组成的高填充比的电极材料中的孔隙率较小，从而影响了电极材料颗粒本身与电解液之间的离子传输速率，最终可能会影响电池片的充放电速率。
图二 两种电极材料的粒径及粒形示意图
除了粒径大小会影响电极材料的性能以外，粒形也会对电池的涂布及电池的性能产生影响，如图三所示，样品A和样品B的圆度值(又称球形度值，是用来表征颗粒接近于球体程度的参数)不同，根据圆度值的统计性报告，样本A的圆度值要低于样品B的圆度值。从软件记录的颗粒图片上也可以看到更多信息，样本A中的颗粒呈现出更多的棱角结构，因为圆度值更低。在涂布过程中，样品A由于其更多的棱角结构，颗粒和颗粒之间相应的齿轮效应更加明显，因而会表现出更高的粘度(制成的浆体材料)，从而可能影响电极材料的涂布平整度，不平整的电极材料也会影响颗粒与电解液之间的离子传输，从而影响电极材料的充放电速率。
图三 两种电极材料粒形(圆度值)示意图
图四 马尔文帕纳科粒径粒形表征仪器及其特点
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公司名称： 马尔文帕纳科
公司地址： 上海徐汇区田州路99号新安大楼13号楼101室 联系人： 马尔文帕纳科 邮编： 200233 联系电话： 400-875-0089
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