專題約稿|電池材料比表面積的測定

——“鋰電檢測技術(shù)系列——形貌分析技術(shù)”專題征文

(作者：安東帕)

電池行業(yè)的企業(yè)以及專家們一直致力于尋求最安全、最有效的技術(shù)用于滿足當(dāng)今和未來的能源需求。為了優(yōu)化設(shè)計，電池研發(fā)人員更加需要他們使用部件的物理性能的準(zhǔn)確表征。

1 為什么要測試電池材料的比表面積

對于電池原件而言，比如正極、負(fù)極和隔離材料，比表面積是一個至關(guān)重要的表征信息。比表面積的差異會影響材料的表征信息，像容量、阻抗和充放電速率。比表面積的結(jié)果與預(yù)期值的偏差，也可能意味著部件材料的粒徑不符合要求。

使用NOVATouch，我們就可以精確的測量出電池部件以及原材料的比表面積結(jié)果。這些信息可以幫助電池的開發(fā)人員以及制造商更好的來控制產(chǎn)品的性能和品質(zhì)。

2 使用哪款儀器

對于比表面積的測試，我們推薦NOVATouch這款儀器。這款儀器將脫氣站和分析站合二為一，客戶無需再采購脫氣站設(shè)備。而且儀器同時可以進(jìn)行樣品的前處理即脫氣過程以及分析。高通量的配置，可以滿足同時四個樣品脫氣，四個樣品分析，大大提高了測試效率。

3 測試樣品

電池的正負(fù)極材料以及隔離材料的特性參數(shù)，比如質(zhì)量、純度以及結(jié)構(gòu)的不同，都會影響電池的性能。在此報告中，我們選擇了兩類材料來測試比表面積，一個是作為負(fù)極材料的鋰鎳鈷錳氧化物(LiNiCoMnO2)，一個是作為正極材料的石墨。

4 測試過程

目前使用最為普遍的方法是BET方法。該方法利用氣體吸附數(shù)據(jù)來確定材料表面單分子層中吸附的分子數(shù)。

如果已知吸附分子的有效截面積，那么我們就可以得到測定樣品的總表面積(單位m2)。然后再用這個值進(jìn)行質(zhì)量的均一化就可以得到樣品的比表面積(m2/g)。

5 結(jié)論

NOVATouch這款儀器非常適合測量電池材料的比表面積，由于高的比表面積會提高電極晶體結(jié)構(gòu)中鋰的插入以及去除速率，所以在優(yōu)化電池設(shè)計和合成新型電池材料時，比表面積是一個非常重要的測試信息。

附：關(guān)于鋰電系列專題約稿

近十年間，在能源技術(shù)變革以及新興科技的帶動下，全球鋰離子電池產(chǎn)量進(jìn)入飛速增長期，根據(jù)公開數(shù)據(jù)，預(yù)計2018年全球鋰電池增速維穩(wěn)，產(chǎn)量達(dá)155.82GWH，市場規(guī)模達(dá)2313.26億元。中國是鋰電池重要的生產(chǎn)國之一，2018年預(yù)計全國鋰電池產(chǎn)量達(dá)121億只，增速22.86%。

鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，也為鋰離子電池檢測領(lǐng)域帶來新的機(jī)遇。隨著鋰離子電池基礎(chǔ)科學(xué)研究儀器水平不斷提升，幾乎各類先進(jìn)科學(xué)儀器都逐漸在鋰離子電池的研究中出現(xiàn)，且針對鋰離子電池的研究、制造也開發(fā)了許多鋰電行業(yè)專用的儀器設(shè)備。

為促進(jìn)中國鋰電檢測產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，91儀器信息網(wǎng)結(jié)合鋰離子電池檢測項目品類，將從2018年12月起策劃組織系列鋰電檢測系列專題報道，為專家、儀器設(shè)備商、用戶搭建在線網(wǎng)上展示及交流平臺。鋰電檢測系列專題內(nèi)容征集進(jìn)行中：【征集申報鏈接】               

系列序號

鋰電檢測技術(shù)系列專題主題

專題上線時間

1

鋰電檢測技術(shù)系列——電性能檢測技術(shù)

2019年1月【鏈接】

2

鋰電檢測技術(shù)系列——成分分析技術(shù)

2019年3月【鏈接】

3

鋰電檢測技術(shù)系列——形貌分析技術(shù)

2019年5月【鏈接】

4

鋰電檢測技術(shù)系列——晶體結(jié)構(gòu)分析技術(shù)

5

鋰電檢測技術(shù)系列——X射線光電子能譜分析技術(shù)

6

鋰電檢測技術(shù)系列——安全性和可靠性分析儀器及設(shè)備