锂离子电池负极材料检测项目详解

一、物理性能检测

1. • 检测目的：颗粒大小影响电极涂布均匀性、锂离子扩散速率及首次库仑效率。
   • 方法：激光粒度分析仪（如马尔文MS3000），遵循GB/T 19077-2016标准。
   • 关键参数：D10、D50、D90及分布宽度（Span值）。
2. • 检测目的：高比表面积可能增加副反应，影响循环稳定性。
   • 方法：氮气吸附法（依据ISO 9277），常用设备如麦克ASAP 2460。
3. • 检测目的：关联电极压实密度，影响电池体积能量密度。
   • 方法：振实密度仪（如HOGAN HT-100），按GB/T 5162-2021测试。
4. • SEM/TEM分析：观察颗粒形貌、孔隙结构及表面缺陷。
   • XRD晶体结构分析：确定材料晶型（如石墨的六方晶系），评估结晶度。

二、化学性能检测

1. • 主含量检测：碳含量（石墨负极）采用碳硫分析仪（如LECO CS844）。
   • 杂质元素：ICP-OES/MS检测Fe、Cu等重金属（控制ppm级），参照GB/T 33324-2016。
2. • 官能团分析：傅里叶红外光谱（FTIR）检测羧基、羟基等官能团，影响SEI膜形成。
   • 表面包覆层分析：XPS用于检测硅碳负极的碳包覆层均匀性。

三、电化学性能检测

1. • 测试方法：组装半电池（锂片为对电极），0.1C充放电，计算ICE=（放电容量/充电容量）×100%。目标值：石墨≥93%，硅基≥80%。
2. • 条件：1C充放电，循环500次后容量保持率（如石墨≥95%，硅基≥80%）。
   • 关键设备：蓝电测试系统（如CT-4008）。
3. • 测试：0.2C至5C不同倍率下的容量释放率，评估高倍率应用潜力。
4. • 目的：分析界面阻抗（SEI膜）及电荷转移阻抗，频率范围10 mHz-100 kHz。

四、安全性能检测

1. • DSC/TGA联用：检测材料在高温下放热反应起始温度（如石墨分解温度＞700℃）。
2. • 方法：过充或热箱测试（85℃/1h），通过气相色谱（GC）分析CO、CH4等气体释放量。
3. • 抗压/剥离强度：万能试验机测试极片抗压强度（≥10 MPa），避免电池内短路。

五、工艺适配性检测

1. • 粘度测试：旋转粘度计（如Brookfield DV2T），确保涂布均匀性。
2. • 四探针法：检测极片面电阻（如＜20 Ω/cm²），确保电子传导效率。

六、环保与法规符合性

1. RoHS检测：限制Cd、Pb等重金属含量（＜100 ppm）。
2. 回收性评估：高温焙烧法测试材料可回收率。

总结