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电池材料碳黑分析

检测项目

物理性能检测:

  • 粒径分布:D50(μm)、跨度(参照ISO13320)
  • 比表面积:BET值(m²/g)、孔容积(参照ASTMD6556)
  • 密度测定:振实密度≥1.8g/cm³、真密度(参照GB/T5162)
化学性能检测:
  • 元素分析:碳含量(wt%≥99.5)、氧含量(wt%≤0.1)
  • 表面官能团:羧基含量(mmol/g)、羟基量化(参照ISO10694)
  • 灰分测定:残留灰分≤0.02%(参照GB/T3521)
电化学性能检测:
  • 电导率:体积电导率≥100S/cm、表面电导率(参照IEC60093)
  • 阻抗谱:电荷转移电阻(Ω)、界面阻抗(参照ASTMG59)
  • 循环稳定性:容量保持率≥95%(100次循环)
形态学分析:
  • SEM成像:颗粒形貌、团聚指数(参照ISO13322)
  • TEM分析:晶体结构、层间距(nm)
  • XRD检测:结晶度(%)、晶粒尺寸(参照JCPDS)
杂质分析:
  • 重金属残留:铅含量≤5ppm、镉含量≤2ppm(参照GB5009)
  • 硫化物检测:硫含量≤0.01%(参照ISO15156)
  • 水分测定:水分≤0.05%(参照ASTMD6304)
热性能检测:
  • 热重分析:分解温度≥400℃、失重率(参照ISO11358)
  • 差示扫描量热:熔点范围、焓变(J/g)
  • 热导率:导热系数≥50W/mK(参照ASTME1461)
机械性能检测:
  • 压缩强度:抗压强度≥10MPa(参照ISO604)
  • 弹性模量:杨氏模量(GPa)
  • 磨损测试:磨耗率≤0.1%(参照GB/T1689)
表面特性检测:
  • 润湿角:接触角(°)、表面能(mJ/m²)
  • zeta电位:表面电荷(mV)、pH依赖性(参照ISO13099)
  • 吸附性能:N2吸附等温线、孔径分布(参照DIN66134)
导电性检测:
  • 电阻率:体积电阻率≤0.1Ω·cm(参照IEC62631)
  • 霍尔效应:载流子浓度、迁移率(参照ASTMF76)
  • 介电常数:介电损耗(参照GB/T1409)
安全性检测:
  • 热失控测试:起始温度≥150℃、放热量(kJ/g)
  • 气体释放:CO释放量≤10ppm、H2检测(参照JianCe1642)
  • 短路模拟:短路电流耐受≥100A(参照IEC62133)

检测范围

1.锂离子电池正极导电碳黑:应用于LFP/NMC正极材料,检测重点为电导率优化及界面阻抗控制

2.锂离子电池负极碳黑:用于石墨/硅碳负极,侧重粒径分布对循环稳定性的影响及杂质残留监控

3.超级电容器电极碳黑:高比表面积材料,检测重点包括孔结构表征及快速充放电性能评估

4.铅酸电池板栅碳黑:增强导电网络,检测重点为机械强度及耐腐蚀性验证

5.钠离子电池碳黑材料:新兴电池体系,检测重点涵盖钠离子扩散速率及热稳定性分析

6.固态电池复合碳黑:固态电解质混合材料,检测重点为界面相容性及导电均一性测试

7.燃料电池双极板碳黑:用于导电涂层,检测重点包括表面润湿性及气体渗透率控制

8.锂硫电池硫载体碳黑:多孔载体材料,检测重点为吸附容量及多硫化物抑制效果

9.锌空气电池催化碳黑:氧还原催化剂,检测重点包括催化活性及耐久性量化

10.储能系统碳黑添加剂:通用电池组件,检测重点为批次一致性及环境适应性验证

检测方法

国际标准:

  • ISO13320激光衍射粒径分析(采用Mie散射理论)
  • ASTMD6556氮吸附比表面积测定(BET多点法)
  • ISO10694表面官能团XPS定量(结合离子溅射校准)
  • IEC62631体积电阻率测试(四探针法)
  • ISO11358热重分析法(升温速率10℃/min)
国家标准:
  • GB/T19587气体吸附BET比表面测试(与ISO类似但吸附气体选择差异)
  • GB/T7702碳材料杂质分析(灰分检测采用马弗炉法,相比ASTM更严苛)
  • GB/T5162金属粉末振实密度测定(振动频率标准不同)
  • GB/T1689橡胶磨耗测试(适用于碳黑复合材料,磨损轮参数差异)
  • GB/T1409介电常数测量(工频法,相比IEC高频范围窄)

检测设备

1.激光粒度分析仪:MalvernMastersizer3000(测量范围0.01-3500μm,精度±1%)

2.比表面积分析仪:MicromeriticsASAP2460(BET法,检测限0.01m²/g)

3.扫描电子显微镜:HitachiSU8010(分辨率1.0nm,加速电压0.5-30kV)

4.四探针电阻仪:Keithley2450(电阻范围1μΩ-100MΩ,电流源0.1pA-1A)

5.电化学工作站:Solartron1470E(频率范围10μHz-1MHz,电位分辨率1μV)

6.热重分析仪:TAInstrumentsQ500(温度范围室温-1000℃,灵敏度0.1μg)

7.X射线衍射仪:BrukerD8Advance(2θ角度5-80°,步长0.02°)

8.傅里叶红外光谱仪:ThermoNicoletiS50(波数范围4000-400cm⁻¹,分辨率0.4cm⁻¹)

9.元素分析仪:ElementarvarioELcube(检测限0.001%,碳氢氮模式)

10.动态光散射仪:BeckmanCoulterDelsaMaxPro(zeta电位范围±200mV,温度控制±0.1℃)

11.介电常数测试仪:AgilentE4990A(频率范围20Hz-30MHz,LCR精度0.05%)

12.高分辨透射电镜:JEOLJEM-ARM300F(点分辨率0.08nm,EDS附件)

13.压缩强度试验机:Instron3369(载荷范围0.02-50kN,位移精度0.5%)

14.霍尔效应测量系统:Lakeshore8400(磁场强度1.5T,载流子密度分辨率10¹⁰cm⁻³)

15.热失控测试箱:EspecT-12(温度范围-70-180℃,数据采集速率10Hz)

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。

电池材料碳黑分析
其他检测

中析研究所可进行各种检测分析服务,包括不限于:标准试验,非标检测,分析测试,认证设计,产品验收,质量内控,矢量分析,内部控制,司法鉴定等。可出具合法合规、具有公信力的第三方检测报告。