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锂电池集流体涂布层面密度测量解决方案

2022/10/23 14:51

阅读:241

分享:
应用领域:
能源/新能源
发布时间:
2022/10/23
检测样品:
锂电池
检测项目:
涂布层面密度
浏览次数:
241
下载次数:
参考标准:
GB/T 22638.10-2008

方案摘要:

锂电池极片制造中涂布质量直接影响电池性能优劣,传统重量法检测繁琐耗时,只能对于一定面积的涂布层进行检测,无法完成点与点的差异检测。安科慧生单波长高灵敏度X射线荧光光谱仪(HS-XRF)结合第二代快速基本参数法(Fast FP2.0),胜任各类镀(涂)层样品定量分析,为锂电池极片制作测量提供先进解决方案。

产品配置单:

分析仪器

安科慧生高灵敏度X射线荧光光谱仪台式机

型号: PHECDA-HE&HES

产地: 北京

品牌: 安科慧生

¥50万 - 100万

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安科慧生便携式高灵敏度XRF重金属分析仪 PHECDA-ECO

型号: PHECDA-ECO

产地: 北京

品牌: 安科慧生

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方案详情:

锂电池集流体涂布层面密度测量解决方案

一、应用概述

锂电池极片制造中涂布质量直接影响电池性能优劣,涂布工艺最主要是控制涂布层面密度的准确度和均匀性。采用重量法检测集流体以及涂布层面密度,方法繁琐耗时,只能对于一定面积的涂布层进行检测,无法完成点与点的差异检测。

先进的基本参数法是XRF镀层和涂层分析的前提条件,安科慧生第二代快速基本参数法(Fast FP2.0)结合先进数学模型(Advanced MM),胜任各类镀(涂)层样品定量分析。高灵敏度X射线荧光光谱仪PHECDA系列元素灵敏度大幅提升,结合快速基本参数法,能够快速精确分析集流体(铝箔、铜箔)厚度、涂布层面密度,为锂电池极片制作测量提供先进解决方案。

二、方法原理

硬件核心技术:单色化激发

X射线管出射谱经全聚焦型双曲面弯晶单色化入射样品,降低由于X射线管出射谱连续散射线产生的背景干扰2个数量级以上能量聚焦于样品一点,进一步增加SDD探测器接收样品元素荧光射线强度。

软件核心技术:快速基本参数法

a.对X射线整个物理过程进行精确计算

b.镀(涂)层分析取决于基本参数法的完整性与精确度

c.解决XRF无标定量难题,少量标样可进一步提升元素定量精度

                       

三、性能数据

1) 正极材料涂布层分析

铝箔+LFP涂布层  

1:铝箔涂布LFP元素荧光能量谱图



Items

测量次数

LFP涂布层(mg/cm²)

Al箔集流体(mg/cm²)

给定值

-

11.5

3.2

4次称重平均值

-

11.56

3.21




HS XRF重复性测试









1

11.46

3.16

2

11.47

3.15

3

11.51

3.14

4

11.51

3.15

5

11.47

3.18

6

11.48

3.16

7

11.48

3.17

平均值

11.48

3.16

RSD

0.18%

0.40%

1:铝箔涂布磷酸铁锂面密度测试结果






铝箔+NCM涂布层

2:铝箔涂布NCM元素荧光能量谱图



Items

测量次数

NCM涂布层(mg/cm²)

Al箔集流体(mg/cm²)

Ni(%)

Co(%)

Mn(%)

给定值

-

8.4

4.15

-

-

-

4次称重平均值

-

8.57

4.05

-

-

-




HS XRF重复性测试









1

8.61

4.14

49.74

4.31

5.61

2

8.58

4.18

49.74

4.28

5.63

3

8.63

4.13

49.75

4.28

5.63

4

8.58

4.18

49.73

4.30

5.62

5

8.62

4.14

49.75

4.27

5.64

6

8.61

4.16

49.74

4.27

5.65

7

8.59

4.17

49.75

4.30

5.61

平均值

8.60

4.16

49.74

4.29

5.63

RSD

0.23%

0.53%

0.01

0.41

0.24

表2:铝箔涂布三元锂电池正极材料面密度测试结果

2)负极材料涂布层分析

3:铜箔涂布石墨元素荧光能量谱图


石墨极片面密度测试结果

Items

测量次数

石墨涂布层(mg/cm²)

铜箔集流体层(mg/cm²)

给定值

-

5.8

7.28

4次称重平均值

-

5.7

7.25




HS XRF重复性测试









1

5.79

7.31

2

5.83

7.31

3

5.79

7.31

4

5.70

7.31

5

5.85

7.31

6

5.79

7.31

7

5.78

7.31

平均值

5.79

7.31

RSD

0.81%

0.03%

3:铜箔涂布石墨面密度测试结果


四、特点优势

1、快速单点分析时间3分钟

2、精确涂布层面密度重复性RSD<1%

3、应用范围广铝箔涂布正极材料、铜箔涂布负极材料、隔膜材料厚度、电池包装膜层等。


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