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锂电池材料振实密度和压实测试方法概述
振实密度和压实密度是两种不同的概念,测试方法也不同,表示的含义及实际应用中都不一样的.
一.振实密度(tap density )
1.定义:
在规定条件下容器中的粉末经振实后所测得的单位容积的质量,单位为g/cm3。振实密度受粒径分布,粒子形貌影响很大,温湿度,含水量等影响.
2.影响因素:
振实密度一般描述材料的工艺性能,包括生产、仓储、运输、料仓和包装体积等,锂离子电池行业中,包装密度对电池容量的影响是非常大的,高的振振实密度就意味着电池容量大及储能量高,有利于提高电池性能.反之就影响电池质量.
3.设备
振实密度测试仪(FT-100A)就是用于测量和分析锂电池包装密度的用设备,
4.工作原理:
装有粉末刻度量筒随着电机带动机械振动装置垂直上下振动,振动次数达到设定值后,停止振动,读出刻度量筒的体积.
二.压实密度(compacted density)
1.定义:
在锂离子电池设计过程中,压实密度=面密度/(片碾压后的厚度—集流体厚度) ,单位:g/cm3
2.压实密度分为:
负压实密度Anode density(或称为阳压实密度)和正压实密度Cathode density(或称为阴压实密度)。
3.应用说明:
3.1.锂离子动力电池在制作过程中,压实密度对电池性能有较大的影响。通过实验证明,压实密度与片比容量,效率,内阻,以及电池循环性能有密切的关系。找出压实密度对电池设计很重要。一般来说,压实密度越大,电池的容量就能做的越高,所以压实密度也被看做材料能量密度的参考指标之一.
3.2.压实密度不光和颗粒的大小、密度有关系,还和粒子的配有关系,压实密度大的一般都有很好的粒子正态分布。可以认为,工艺条件一定的条件下,压实密度越大,电池的容量越高。
3.3.合适的正压实密度可以增大电池的放电容量,减小内阻,减小化损失,延长电池的循环寿命,提高锂离子电池的利用率。在压实密度过大或过小时,不利于锂离子的嵌入嵌出。
现在常用的正材料(钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等)和负材料(人造石墨、天然石墨、复合石墨等),由于材质不同,压实密度也有较大的差别。