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石墨类碳材料负极比表面积分析仪
阅读次数:3409  发布时间:2013/1/21 15:28:18

 

 

锂离子电池是90年代发展起来的高容量可充电电池,能够比镍氢电池存储更多的能量,比能量大、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应,正逐步从手机、笔记本电脑、数码相机的应用走向电动自行车、电动汽车等。2009年初国家将新能源汽车发展定位产业发展后,国内锂电池工厂如雨后春笋般在全国遍地开花

目前国内做锂电池的厂家有数百家,相当一部分厂家可以自己生产负极材料,当前商业化使用的锂离子电池负极材料均为石墨类炭材料,包括天然石墨、人造石墨、石墨化的中间相炭微球和沥青基炭纤维等但是各公司石墨质量、关键技术差别较大,有实力的企业自己都有检测设备,比如负极材料石墨的比表面积对锂离子电池的质量有很大影响。

比表面积是每克固体材料所具有的表面积,单位为m2/g;比表面积测试仪的国家标准是基于BET理论的低温氮吸附BET多点法(GB/T 19587-2004)。由氮吸附BET多点法测定比表面积的要点是:在5-30%氮气分压范围内,在不同氮气分压点下测定吸附剂(待测粉体)对氮气的吸附量,做出吸附等温线,通过BET公式求出相应于吸附剂表面被氮气分子覆盖满单分子层时的单分子层饱和吸附量,即可计算出吸附剂的比表面积。

贝士德3H-2000BET-A比表面积测定仪是依据国家比表面测试标准的高精度分析仪器,拥有多项国内的*技术;如国内的一体化原位吹扫处理功能,针对色谱法比表面测试的不同氮气分压点之间需要吹扫处理的问题,使不同氮气分压点之间的吹扫处理更方便高效,减少了连续测试对准确度的影响;国内的程控风热助脱装置,使在实现全自动化后,保证得到尖锐快速的脱附峰,减少背景误差;国内的色谱浓度检测系统,使氮气分压检测精度相对流量法提高10倍;六通阀进样器程序控制,国内的定量管程控切换功能;国内的粒度报告等功能;仪器参数软件显示的同时,在仪器上大屏幕液晶硬件显示,使仪器工作状态参数一目了然,运行更可靠;以及液氮温度监测、检测器断气保护、检测器恒温装置、重要环节声音提示,使3H-2000BET-A比表面仪在测试精度、稳定安全性、操作便捷性等方面达到并部分超越了国外同类仪器性能,3H-2000系列比表面仪在国内拥有大量客户,为比表面仪知名品牌。

比表面是锂离子电池材料很重要的参数,如石墨的比表面积太大,造成首次容量损失过多,而且加的粘结剂会比较多,造成内阻增加。石墨的比表面积与石墨颗粒的形状、表面结构等有关,比如人造石墨具有特殊的微孔结构,比表面积大,含有的活性部位增多,反应面积增大,提高活性材料的利用率,表现出高容量和高倍率性能,但是在首次充放电过程中因形成SEI膜所消耗的电解液就相对也较多,因此造成不可逆容量比例大。多孔碳材料还有一个优势的存在,就是进行表面包覆后,材料内部的孔道结构可以显著的提高锂离子的储存能力,如果孔道适中的话,对于大倍率充电是有帮助的,因为其孔道可以将锂离子以锂离子簇的形式存于其孔道中,而不用性能所谓的LiC6.但是这种孔道结构是很难形成的。需要技术上的深入研究。对于石墨负极材料,很多研究者通过采用沥青、树脂高温裂解做碳包覆,形成核-壳结构以降低石墨的比表面、改善与电解液的相容性。石墨颗粒的比表面积过大或过小都不利于锂离子的可逆脱嵌,只有合适的比表面积才能*限度地可逆脱嵌锂离子。

如果还想测石墨负极材料的孔径,可以选用贝士德的3H-2000PS系列静态容量法全自动比表面及孔径分析仪,对于500nm以下的微孔测试非常准确。该仪器具有独立的PO测试站,保证分压测试的高准确性以及客观真实的吸附、脱附等温线;净化预处理还具有分子置换和普通加热抽真空分子扩散两种模式可选,分子置换模式相对分子扩散模式效率提高1倍以上,可节省一半以上的预处理时间,解决以往静态法样品制备时间长的问题。

    贝士德比表面分析仪多年来在电池行业一直是批量销售,80%以上的电池厂家都选购贝士德的仪器,因为电池材料的比表面积都比较小,贝士德的专利技术如风热助脱、气体除杂等专利技术保证测试的准确性,贝士德的比表面仪在电池材料方面有大量实践经验,测试结果非常准确,其中多项性能指标超越进口仪器,是国内高精度比表面仪的典范,贝士德的比表面仪得到客户的一致肯定和认可。

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原创作者:贝士德仪器科技(北京)有限公司

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