锂离子电池:通过压缩测试表征阳极材料

锂离子电池是一种可充电电池,通过解吸或插入锂离子(Li+)从或进入活动材料结构。

近年来,使用锂离子电池的使用已经扩大,并且进行了研究以提高潜力,延长其寿命,降低成本并提高安全性。

主要材料欧洲杯足球竞彩锂离子电池是阳极,阴极,分离剂和电解溶液以及活性材料(制造电极的主要材料),这是增强性能的最重要元素。

在过去的几年中,已经检查了将金属氧化物和硅作为阳极材料的使用。欧洲杯足球竞彩

与传统的碳阳极材料相比,硅阳极具有更大的理论能力,因此预计它们有助于制造高容量的锂离子电池。欧洲杯足球竞彩另一方面,充电和排放很容易伴随着体积的扩展和收缩,因此与碳阳极材料相比,电池本身的老化速度更快。欧洲杯足球竞彩

因此,需要评估新材料的性质,以增强阳极材料的性能。欧洲杯足球竞彩在本文中,变形强度的测量案例1在压缩测试中,已开始作为定量评估物理特性的一种方式。

MCT-510微压测试机已在微小样品上用于压缩测试,可以应用于适应性的阳极材料。欧洲杯足球竞彩变形强度通过高精度测量值对位移和力进行定量评估。

用户利益

  • 变形强度可以通过一次对阳极材料进行一个粒子进行压缩测试来计算。
  • 这提供了一种有用的方法,可以正确分析颗粒物质的物理特性,而不会受分析师的经验影响。
  • 这为评估强度,开发新阳极材料提供了指数。欧洲杯足球竞彩

测试标本

表1显示了有关此测试中使用的测试标本的信息,图1显示了测试样品的图像。当阳极材料用勺子分散在测试样品架上时,可以使用仪器的显微镜观察到每个粒子,如图1(b)所示。

表格1。测试标本信息。资料来源:Shimadzu科学仪器

标本 三种类型的阳极材料(阳极材料A,阳极材料B,阳极材料C)
材料 碳(石墨)
颗粒直径 10-15μm

测试标本。(a)在较低的压缩板上和(b)粒子上观察到400倍显微镜。

图1。测试标本。(a)在较低的压缩板上和(b)粒子上观察到400倍显微镜。图片来源:Dainen Material Co.,Ltd。

测试条件

图2显示了仪器的视图和测试的示意图,表2表示测试条件。借助MCT-510的可用性,可以在单个粒子上执行压缩测试,并使用侧面观察套件来查看视频中的压缩。欧洲杯猜球平台

在这种情况下,使用的阳极材料是石墨的,因此柔软,并且使用该样品,很难在接触粒子时正确识别压缩测试的开始。为了克服这个问题,软材料测量模式*2被利用。随后的方程式显示了变形强度的计算。

测试设备和测试的示意图。

图2。测试设备和测试的示意图。图片来源:Shimadzu科学仪器

表2。测试条件。资料来源:Shimadzu科学仪器

测试机 MCT-510微压测试机,侧观测套件和长度测量套件
平面凹痕(μm) ∅50
测试模式 软材料测量模式
测试力(MN) 10
加载速度(MN/秒) 0.2231
测量数(时间) 10

*2软材料测量模式

在标准测量模式下,缩进器接触样品的点自动识别,因此开始压缩测试,然后可以进行测量。

但是,使用软样品,很难正确检测到样品的联系点。在软材料测量模式下,在与测试样品接触之前,收集所有位移数据,直到达到固定力为止。

因此,即使尚不清楚压缩的点,也可以正确获得测试过程中的位移数据。

结果

表3显示了测试结果(平均值),图3显示了测试结果(5分的变形强度),图4显示了力置换图。在这些测试中,选择了更多的球形颗粒,并在每种材料的每十个颗粒上进欧洲杯猜球平台行测量后,选择了中心值旁边的五个点。

表3。测试结果(平均值)。资料来源:Shimadzu Scientific

样本 阳极材料a 阳极材料b 阳极材料c
平均直径[μm] 13.32 12.54 13.11
变形强度σ10%[MPA] 7.29 3.04 13.66

测试结果(在5分中的每个点处的变形强度)。

图3。测试结果(在5分中的每个点处的变形强度)。图片来源:Shimadzu科学仪器

力置换图。

图4。力置换图。图片来源:Shimadzu科学仪器

无法从图4中检测出明显的故障点,因此,当变形约为颗粒直径的10%左右并用作比较时,从力量计算了变形强度σ10%。

每种材料的变形强度值的顺序如下,并且在每个测试样品之间发现了明显的变化。阳极材料c>阳极材料a>阳极材料b。

每个测试样品的表面状况似乎都不同。阳极材料C被称为碳涂料类型,并暴露了阳极材料B。因此,变异强度的变化被注意,每个测试样品都显示出其特性。

图5在测试过程中显示阳极材料A,以及等效力 - 位置图。当使用侧观测套件时,可以将力置换图上显示的每个点连接到压缩测试时拍摄的视频。

测试过程中的阳极材料A和相应的力解位图。

图5。测试过程中的阳极材料A和相应的力解位图。图片来源:Shimadzu科学仪器

每张照片都是从侧面观察套件的帮助下拍摄的视频中删除的图像,而力置换图上的红点表示每张照片上的力和位移。

从(1)到(4)的照片以时间序列序列显示粒子的压缩,可以从中看到,在0.84至3.63 N左右,粒子以相当大的方式变形。

结论

本文介绍了一个例子阳极材料的定量评估借助变形强度,这是机械评估之一。

对粉末颗粒进行压缩测试的一种方法是将一定数量的粉末放置在容器中,并应用总体压缩。欧洲杯猜球平台但是,在这种技术中,对每个单独的粒子都采用压缩,因此可以清楚地观察到颗粒之间强度的变化。欧洲杯猜球平台

在此示例中,使用MCT-510进行了压缩测试。这就是这样,可以以一个粒子的单位获得阳极材料的强度差异。将来,预计这将用于提高阳极材料的质量欧洲杯足球竞彩

MCT-510微压测试机对不仅评估阳极材料的小颗粒,而且还对阴极材料等评估非常有益。欧洲杯猜球平台

此信息已从Shimadzu Scientific Instruments提供的材料中采购,审查和改编。欧洲杯足球竞彩

有关此消息来源的更多信息,请访问Shimadzu科学仪器。

引用

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  • APA

    Shimadzu科学仪器。(2022年12月8日)。锂离子电池:通过压缩测试表征阳极材料。azom。于2023年2月4日从//www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=22220检索。

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    Shimadzu科学仪器。“锂离子电池:用压缩测试表征阳极材料”。azom。2023年2月4日。

  • 芝加哥

    Shimadzu科学仪器。“锂离子电池:用压缩测试表征阳极材料”。azom。//www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=22220。(2023年2月4日访问)。

  • 哈佛大学

    Shimadzu科学仪器。2022。锂离子电池:通过压缩测试表征阳极材料。Azom,2023年2月4日,//www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=22220。

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