石墨烯电极检测
检测项目
电化学性能检测:
- 电导率:直流电导率≥5000S/cm(参照ASTMD257)
- 电容值:比电容≥150F/g(参照IEC62391)
- 循环稳定性:循环次数≥1000次(容量保持率≥80%,参照GB/T36276)
结构特征检测:
- 层数:平均层数≤3层(参照ISO/TS80004-13)
- 缺陷密度:拉曼ID/IG比值≤0.2(参照ASTME2865)
- 晶格常数:间距0.335±0.002nm(参照GB/T19587)
化学成分分析:
- 碳纯度:碳含量≥99.5wt%(参照ISO17268)
- 杂质含量:金属杂质≤50ppm(参照ASTME1252)
- 氧含量:氧原子百分比≤5%(参照GB/T30544)
物理性能检测:
- 厚度:平均厚度≤5nm(标准偏差±0.5nm,参照ISO14488)
- 表面粗糙度:Ra值≤1nm(参照GB/T3505)
- 孔隙率:孔体积≥30%(参照ISO15901)
热稳定性检测:
- 热分解温度:起始温度≥400°C(参照ASTME1131)
- 热膨胀系数:CTE≤5×10-6/K(参照GB/T4339)
- 失重率:热重分析失重率≤2%(参照ISO11358)
机械性能检测:
- 杨氏模量:模量值≥1TPa(参照ASTME111)
- 硬度:纳米压痕硬度≥10GPa(参照ISO14577)
- 断裂韧性:KIC值≥4MPa·m0.5(参照GB/T4161)
缺陷分析:
- 孔洞密度:孔洞数量≤10个/μm2(参照ASTME1245)
- 裂纹长度:最大裂纹长度≤100nm(参照GB/T3323)
- 边缘缺陷:边缘粗糙度≤2nm(参照ISO25178)
表面特性检测:
- 接触角:水接触角≥90°(参照ASTMD7334)
- 表面能:表面能≤30mN/m(参照ISO19403)
- 润湿性:润湿时间≤1s(参照GB/T2281)
电化学稳定性检测:
- 库伦效率:效率值≥99%(参照IEC62660)
- 电压滞后:滞后值≤0.1V(参照ASTMF76)
- 自放电率:自放电≤5%/月(参照GB/T36276)
环境稳定性检测:
- 氧化抵抗性:氧化速率≤0.01%/h(参照ASTMG59)
- 湿度稳定性:湿度影响变化率≤2%(参照ISO9022)
- 紫外老化抵抗:透光率变化≤3%(参照GB/T16422)
检测范围
1.锂离子电池石墨烯负极电极:涵盖高能量密度应用,重点检测充放电性能、循环寿命和界面稳定性。
2.超级电容器石墨烯电极:针对高功率密度需求,侧重电容值、功率响应速度和自放电控制。
3.燃料电池催化剂载体电极:用于催化反应,重点检测催化活性、耐久性和表面活性位点密度。
4.传感器石墨烯电极:涉及生物或化学传感,侧重灵敏度、响应时间和信号噪声比。
5.透明导电石墨烯电极:用于显示设备,重点检测透光率(≥90%)与电导率平衡及表面均匀性。
6.柔性石墨烯电极:应用于可穿戴设备,重点检测弯曲疲劳强度、柔韧性和机械稳定性。
7.混合石墨烯电极(如石墨烯-金属氧化物):覆盖复合结构,重点检测界面结合强度、协同效应和成分分布。
8.三维多孔石墨烯电极:针对储能应用,重点检测孔隙率、比表面积和离子扩散速率。
9.印刷石墨烯电极:涉及微纳制造,重点检测图案分辨率、墨层均匀性和附着力。
10.生物医学石墨烯电极:用于植入设备,重点检测生物相容性、电信号传输效率和长期稳定性。
检测方法
国际标准:
- ISO/TS80004-13:2017纳米材料术语-石墨烯及相关二维材料(定义层数和结构指标)
- ASTMD257-14绝缘材料直流电阻或电导的标准试验方法(测量电导率)
- ASTME2865-12拉曼光谱法表征石墨烯材料的规范(评估缺陷密度)
- IEC62391-1:2015固定电子设备用电容器(测试电容性能)
- ISO11358:2021塑料热重分析法(TG)(分析热稳定性)
国家标准:
- GB/T36276-2018锂离子电池用石墨烯导电剂(规范电化学性能)
- GB/T19587-2017碳纳米材料术语(定义结构特征)
- GB/T30544.1-2014纳米制造技术术语第1部分:纳米材料(化学成分分析)
- GB/T228.1-2021金属材料拉伸试验(测量机械性能)
- GB/T16422.3-2022塑料实验室光源暴露试验方法(评估环境稳定性)
(方法差异说明:如ASTMD257使用四探针法测量电导率,而GB/T36276要求恒流充放电测试;ISO/TS80004-13强调层数定义,GB/T19587则扩展至晶格参数测量)
检测设备
1.原子力显微镜(AFM):BrukerDimensionIcon(分辨率0.1nm,扫描范围90μm)
2.拉曼光谱仪:RenishawinVia(激光波长532nm,光谱分辨率1cm-1)
3.扫描电子显微镜(SEM):HitachiSU8000(分辨率1nm,加速电压0.5-30kV)
4.透射电子显微镜(TEM):FEITecnaiG2(分辨率0.2nm,放大倍数50-1000kX)
5.电化学工作站:GamryInterface1010E(电流范围±1A,频率范围10μHz-1MHz)
6.X射线光电子能谱仪(XPS):ThermoScientificK-Alpha(检测限0.1at%,能量分辨率0.5eV)
7.四探针测试仪:Keithley2400(电阻率范围10-3to103Ω·m,电流精度±0.1%)
8.热重分析仪(TGA):NETZSCHSTA449F3(温度范围RT-1500°C,称重精度0.1μg)
9.紫外-可见分光光度计:ShimadzuUV-2600(波长范围190-900nm,带宽1nm)
10.表面轮廓仪:BrukerDektakXT(垂直分辨率0.1nm,扫描速度1mm/s)
11.循环伏安测试系统:BioLogicVMP3(扫描速率0.001-1000V/s,电位范围±10V)
12.电池测试系统:ArbinBT2000(电流范围±10A,通道数128)
13.傅里叶变换红外光谱仪(FTIR):ThermoNicoletiS50(波数范围7800-350cm-1,分辨率0.09cm-1)
14.X射线衍射仪(XRD):BrukerD8Advance(角度范围0-160°,分辨率0.01°)
15.力学测试仪:Instron5967(载荷范围0.02-30kN,应变速率0.001-1000mm/min)
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。