
蘇州利電新能檢測設備有限公司

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當前,商業(yè)化鋰離子電池大多以石墨作為負極材料,其理論比容量為372mAh/g,目前市面上實際使用容量已經(jīng)開發(fā)至360mAh/g,能量密度提升已然觸及瓶頸。與之相比,硅基材料的理論比容量高達4200mAh/g,遠超石墨,應用前景極為廣闊,被視作新一代鋰電負極材料。 但是,在鋰電池充放電過程中,硅碳負極材料會出現(xiàn)較為顯著的體積膨脹與收縮現(xiàn)象,這極有可能致使電極材料結(jié)構(gòu)遭受破壞,例如顆粒破碎、粉化,甚至與集流體脫離等問題。通過對硅碳材料壓潰性能的驗證,能夠清晰了解其在承受一定壓力時的抵抗能力以及結(jié)構(gòu)變化狀況,進而判斷該材料在電池循環(huán)過程中的穩(wěn)定性。這不僅有助于優(yōu)化材料的制備工藝,還能對電極結(jié)構(gòu)設計加以改進,從而提升電池的循環(huán)壽命與安全性。 為對硅碳材料的壓潰性能展開驗證,本次研究選取不同的硅碳粉末開展壓潰性能測試。 2.1 測試設備:采用蘇州利電的粉末壓潰測試系統(tǒng),對不同硅碳粉末的耐壓性能進行測定與評估; 2.2 不同硅碳粉末測試:選取3種不同的硅碳粉末,選擇粒徑在7~8μm左右的顆粒進行測試。 圖1:不同硅碳粉末耐壓性能應力應變曲線&散點圖 圖2:樣品壓潰前后圖片 分析:由散點圖可知,3款硅碳粉末在壓潰過程中表現(xiàn)出明顯差異,且壓潰力大小呈現(xiàn)為:SiC-3 > SiC-2> SiC-1。 測試結(jié)果表明,不同硅碳材料在耐壓性方面存在顯著區(qū)別。擁有良好的壓潰性能,意味著材料在壓實后仍可維持較為理想的孔隙結(jié)構(gòu)與離子通道,這對于鋰離子在電極中的擴散和傳輸極為有利,進而能夠提升電池的充放電效率與倍率性能,對于實現(xiàn)高能量密度電池的快速充放電意義重大。
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