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锂离子电池极片孔隙率测试

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:锂离子电池极片孔隙率测试专注于评估电极片(包括正极和负极)的多孔结构特性,核心检测对象为孔隙率百分比、孔径分布及孔连通性。关键项目涵盖孔隙结构参数(如平均孔径、孔体积)、物理性能(如渗透率)和电化学关联指标(如离子传导效率),以优化电池能量密度及循环寿命。检测涉及扫描电镜成像、压汞法分析等方法,确保电极材料微结构一致性,满足高功率锂电设计要求。

检测项目

孔隙结构分析:

  • 孔隙率:[参数1](%,参照ISO15901-1)、[参数2](孔体积cm³/g)
  • 孔径分布:[参数](平均孔径μm,分布曲线)
物理性能测试:
  • 渗透率:[参数](达西系数≥0.01)
  • 弯曲强度:[参数](屈服强度≥35MPa)
表面形态检测:
  • 表面粗糙度:[参数](Ra值μm)
  • 孔连通性:[参数](连通孔隙率%)
厚度一致性:
  • 涂层厚度:[参数](μm,偏差≤±2μm)
  • 压实密度:[参数](g/cm³)
电化学关联性:
  • 离子传导率:[参数](S/cm)
  • 电荷转移电阻:[参数](Ω·cm²)
热稳定性评估:
  • 热膨胀系数:[参数](×10⁻⁶/K)
  • 导热率:[参数](W/m·K)
材料组分分析:
  • 活性物质分布:[参数](均匀性指数)
  • 粘结剂含量:[参数](wt%)
机械强度测试:
  • 抗拉强度:[参数](MPa)
  • 弹性模量:[参数](GPa)
循环寿命预测:
  • 孔隙衰减率:[参数](%/循环)
  • 容量保持率:[参数](≥95%after500cycles)
缺陷检测:
  • 裂纹密度:[参数](裂纹数/mm²)
  • 分层风险:[参数](分层指数)

检测范围

1.钴酸锂(LiCoO₂)正极片:重点检测高孔隙率对能量密度的影响及循环稳定性衰减机制

2.石墨负极片:侧重孔径分布与锂离子嵌入/脱出效率的关联性分析

3.磷酸铁锂(LiFePO₄)正极片:检测孔隙结构对倍率性能的优化作用及热安全风险

4.镍钴锰三元(NCM)正极片:关注高镍含量下的孔隙均匀性及界面应力分布

5.硅碳复合负极片:检测膨胀效应导致的孔隙塌陷及循环寿命预测

6.钛酸锂(LTO)负极片:侧重零应变特性下的孔隙稳定性及快速充放电性能

7.固态电池电极片:检测固-固界面孔隙对离子传导路径的影响及界面阻抗

8.柔性电池极片:重点评估弯曲状态下的孔隙结构变形及机械完整性

9.高电压正极片:侧重镍锰酸锂(LNMO)孔隙对电解液分解抑制的作用

10.回收电极材料:检测再生过程中的孔隙恢复率及杂质残留影响

检测方法

国际标准:

  • ISO15901-1:2016压汞法孔隙率及孔径分布测试
  • ASTMD4404-18压汞孔隙仪标准测试方法
  • ISO13320:2020激光衍射法粒度分析(用于孔径分布)
国家标准:
  • GB/T21650.1-2008压汞法和气体吸附法测定固体材料孔径分布
  • GB/T1033.1-2022塑料密度测定方法(用于压实密度)
  • GB/T3850-2023多孔材料渗透率测试方法
方法差异说明:国际标准ISO15901-1强调全孔径范围覆盖(0.003-1000μm),而GB/T21650.1侧重低压段精度(0.003-50μm)。ASTMD4404采用恒定压力步进,GB/T标准优先连续扫描模式。

检测设备

1.压汞仪:AutoPoreIV9520型(压力范围0.1-60000psi,精度±0.5%)

2.扫描电子显微镜:ZEISSGeminiSEM500型(分辨率0.8nm,放大倍数20-1000000×)

3.气体吸附仪:MicromeriticsASAP2460型(比表面积范围0.0005-无上限m²/g,孔径0.35-500nm)

4.激光粒度分析仪:MalvernMastersizer3000型(检测范围0.01-3500μm,精度±1%)

5.万能材料试验机:INSTRON5967型(载荷范围0.02-30kN,应变速率0.0001-1000mm/min)

6.热膨胀仪:NetzschDIL402Expedis型(温度范围-150-1600°C,分辨率0.04nm)

7.电化学工作站:PARSTAT4000A型(频率范围10μHz-1MHz,电流精度±0.2%)

8.导热系数测试仪:NetzschLFA467HyperFlash型(温度范围-100-500°C,精度±3%)

9.涂层厚度仪:FischerMP0R型(测量范围0-2000μm,误差±0.5μm)

10.表面粗糙度仪:MitutoyoSJ-410型(分辨率0.01μm,行程范围350mm)

11.X射线衍射仪:RigakuSmartLab型(角度范围3-135°,分辨率0.0001°)

12.环境扫描电镜:FEIQuanta250型(真空度10⁻³Pa,含水样品兼容)

13.离子研磨仪:LeicaEMTXP型(研磨精度±0.1μm,用于SEM样品制备)

14.恒温箱:MemmertIPP系列(温度范围-40-180°C,稳定性±0.1°C)

15.光学显微镜:OlympusBX53型(放大倍数50-1000×,带图像分析软件)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

锂离子电池极片孔隙率测试
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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