鋰電池石墨負極材料重要技術指標都有哪些
鋰電池是新興(xing) 行業(ye) ，具有較大發展潛力及前景。為(wei) 了促進該行業(ye) 健康有序發展，相關(guan) 行業(ye) 標準持續被製定與(yu) 發布。其中，關(guan) 於(yu) 鋰電池負極材料的相關(guan) 技術標準也已經有明確規定。具體(ti) 看哪些指標？
1.負極材料的晶體(ti) 結構
不同的晶體(ti) 結構及化學組成會(hui) 造成粉體(ti) 的物理化學特性千差萬(wan) 別，進而影響到粉體(ti) 的應用。常用的負極材料石墨有兩(liang) 種晶體(ti) 結構，一種是六方相，一種是菱方相。晶體(ti) 結構的有序程度和發生石墨化的難易程度相關(guan) 。石墨化度越大，碳材料越容易石墨化，同時晶體(ti) 結構的有序程度也越高。其石墨化程度越高，相應晶格缺陷越少，電子的遷移阻力越小，電池的動力學性能會(hui) 得到提升。
2.負極材料的粒度分布
負極材料的粒度分布會(hui) 直接影響電池的製漿工藝以及體(ti) 積能量密度。在相同的體(ti) 積填充份數情況下，材料的粒徑越大，粒度分布越寬，漿料的黏度就越小，這有利於(yu) 提高固含量，減小塗布難度。另外，材料的粒度分布較寬時，體(ti) 係中的小顆粒能夠填充在大顆粒的空隙中，有助於(yu) 增加極片的壓實密度，提高電池的體(ti) 積能量密度。
3.負極材料的密度
密度是指材料在絕對密實狀態下單位體(ti) 積的質量。粉體(ti) 材料一般都是有孔的，根據是否將這些孔體(ti) 積計入，可分為(wei) 真密度、有效密度和表觀密度，而表觀密度又分為(wei) 壓實密度和振實密度。在實際應用中，生產(chan) 廠家更為(wei) 關(guan) 心的是材料的表觀密度。對於(yu) 負極材料，密度會(hui) 直接影響到電池的體(ti) 積能量密度。對於(yu) 同一種材料，其壓實密度越大，體(ti) 積能量密度也越高，因此標準中對各項密度的下限值均做出了要求。
4.負極材料的比表麵積
負極材料的比表麵積對電池的動力學性能和固體(ti) 電解質膜的形成有很大影響。如石墨的比表麵積太大，造成第一次容量損失過多，而且加的粘結劑會(hui) 比較多，造成內(nei) 阻增加。石墨的比表麵積與(yu) 石墨顆粒的形狀、表麵結構等有關(guan) ，比如人造石墨具有特殊的微孔結構，比表麵積大，含有的活性部位增多，反應麵積增大，提高活性材料的利用率，表現出高容量和高倍率性能。可以說石墨顆粒的比表麵積過大或過小都不利於(yu) 鋰離子的可逆脫嵌，隻有合適的比表麵積才能限度地可逆脫嵌鋰離子。
5.負極材料對pH和水分的要求
負極材料的pH和水分對材料的穩定性和製漿工藝有重要影響。粉體(ti) 材料中含有的微量水分可由卡爾·費休庫侖(lun) 滴定儀(yi) 測定。對於(yu) pH值。可以將試樣與(yu) 蒸餾水相混合後用pH計測定。
6.負極材料的元素含量
石墨主要由固定碳、灰分和揮發分三部分組成，固定碳是真正起電化學活性的組分，標準中對固定碳的含量有著嚴(yan) 格要求，至少大於(yu) 99.5%。此外，除了固定碳、鋰主要元素，負極材料在進行包覆、摻雜等改性過程中會(hui) 引入一些雜質元素，它們(men) 也會(hui) 嚴(yan) 重影響電池的電化學性能，需要嚴(yan) 格控製。另外，部分負極原料中含有鎘、鉛、汞、六價(jia) 鉻及其化合物等限用元素，它們(men) 對動物、植物和環境有害，因此在標準中對此類物質有嚴(yan) 格的限製。
7.負極材料的第一次可逆比容量和第一次效率
負極材料的第一次可逆比容量指的是首周脫鋰容量，而第一次效率指的是首周脫鋰容量與(yu) 嵌鋰容量的比值，它們(men) 可以在很大程度上反映電極材料的電化學性能。而且電池的首周可逆比容量可以在一定程度上反映材料在後續循環中的穩定容量，也具有重要的實際意義(yi) 。
石墨是主要的鋰電池負極材料之一，石墨的超細化研磨是一道關(guan) 鍵步驟，影響到負極材料的粒度分布、比表麵積和晶體(ti) 結構等。因此超細研磨設備十分關(guan) 鍵。
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