不同的锂电材料粉体特性对电池性能的影响

2019/08/07 14:08

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应用领域：

能源/新能源

发布时间：

2019/08/07

检测样品：

锂电池

检测项目：

颗粒粒度方法学

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参考标准：

粒度分布，颗粒粒度方法学，锂电材料，激光粒度分布仪

方案摘要：

电池正负极材料的产品几乎都是粉体颗粒，那么这些颗粒在输送、混合、流动过程中，粉体颗粒的特性就会对这个过程产生较大的影响，比如松装密度、振实密度、休止角、流动性指数等。为测量不同的锂电材料粉体特性对电池性能的影响，可采用丹东百特 Bettersize1001 激光粒度分析仪。

产品配置单：

分析仪器

百特智能粉体特性测试仪BT-1001

型号： BT-1001

产地：辽宁

品牌：丹东百特

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方案详情：

随着未来对电池性能要求的不断提高，大家希望电池的充放电容量越来越大，而电池的体积则越来越小。要想做到这一点，有很多路线可以选择，比如选择能量密度更高的材料，或者提高材料的振实密度，相比较更换能量密度更高的材料，控制材料的振实密度其实是一种相对务实的方案。同时正负极材料的产品几乎都是粉体颗粒，那么这些颗粒在输送、混合、流动过程中，粉体颗粒的特性就会对这个过程产生较大的影响，比如松装密度、振实密度、休止角、流动性指数等。

影响粉体的振实密度跟很多因素有关，比如材料本身的分子原子结构和晶型，颗粒的大小和分布，还有颗粒的形态等也会显著影响到其振实密度。以下是几种常见正极材料的粒度和振实密度数据，从这些数据我们可以发现，钴酸锂一般拥有比较好的振实密度，这也是为什么其在手机或者移动设备中广泛应用的原因，振实密度越高，单位比容量就越有利。相反在所有电池材料中，磷酸铁锂则振实密度较低，因此从比容量来看，其显著吃亏。

一般来说，对于采用相同或者近似工艺的物料，颗粒越大，则其比表面积越小，这就意味着颗粒和颗粒之间架桥的概率越低，颗粒之间形成的空隙就越少，因此其振实密度一般也越大。但由于振实密度是千万个微观颗粒堆积的反映，这也就意味着这种堆积存在复杂性，比如一定量小的颗粒，如何能够插入到大颗粒的缝隙中，那么从某种程度上反而可以提高其堆积效率，从而提高振实密度。下图是一系列天然石墨样品，从样品A、B、C和D来看，确实颗粒越大，其振实密度逐渐变大，但如果我们把大颗粒和小颗粒混合在一起，我们发现混合的分体堆积效率可能更好，而且是跟粒度分布和混合方式息息相关。