接触角测量仪在锂电池行业中的应用

何为锂电池负极材料？

锂电池负极材料是锂离子电池的主要构成材料，作为电池的负极，材料的性能直接影响着锂离子电池的性能，目前，可知的锂电池负极材料有六种，分别为：碳负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、合金类负极材料、纳米级负极材料、纳米材料是纳米氧化物材料。最常见的是碳负极材料，如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。

国际上锂离子电池的生产地主要集中在中国、日本和韩国，主要的锂离子应用市场为手机和电脑及汽车。

今天为大家展示两种锂电池负极材料，碳素材料和硅基材料的亲疏水性1、测量条件

测量对象：碳素材料和硅基材料

测量仪器：贝拓科学自主研发的DSA-X Plus 专家型接触角测量仪

其他用品：去离子水，接触角专用注射器及针头

测试温度：常温

液滴座滴在碳素材料上

滴液座滴在硅基材料上

2、测量方法（座滴法）

3、测量过程

将去离子水座滴在样品表面，通过仪器软件的杨拉普拉斯法拟合出样品的接触角值

4、结果

碳素材料接触角

硅基材料接触角

由结果可以看出碳素材料和硅基材料的接触角都超过了150°，表面表现超疏水性，接触角测量仪可对其进行表征。

相对于石墨电极材料来说，含有疏水性锂电负极材料具有更低的制造成本、更高的循环稳定性以及能防止锂枝晶的生长，从而可以有效解决锂金属在锂离子电池上的应用难题。

在循环过程中，由于局部极化的原因，使得金属锂负极表面生长锂枝晶，当锂枝晶生长到一定程度的时候就可能穿透隔膜，引发安全问题。加之有机的电解液在最低未占用轨道和最高占用轨道有电子能隙，能级之差和和负极材料的费米能级不匹配，进而会在电解液和负极材料之间形成一层固体电解质膜，只允许锂离子通过。固体电解质膜中的锂来自正极材料，这就降低了电池的容量。在电池循环过程中，SEI膜还会不断的溶解掉，使负极材料暴露在电解液中，又会形成新的SEI膜，限制了锂电池的使用寿命。