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比表面積測(cè)試儀HM model-1210在電池材料上的使用分析
BET測(cè)試?yán)碚撌歉鶕?jù)Brunauer、Emmett和Teller這三位科學(xué)家提出的多分子層吸附模型,并推導(dǎo)出單層吸附量Vm與多層吸附量V間的關(guān)系BET方程??捎糜跍y(cè)試顆粒的比表面積、孔容、孔徑分布以及氮?dú)馕矫摳角€。BET測(cè)試法被廣泛應(yīng)用于顆粒表面吸附性能研究及相關(guān)檢測(cè)儀器的數(shù)據(jù)處理中,是現(xiàn)在行業(yè)中應(yīng)用廣泛,測(cè)試結(jié)果可靠性強(qiáng)的方法,幾乎所有國內(nèi)外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)都是依據(jù)BET方程建立起來的。比表面積的測(cè)量,不僅對(duì)于研究顆粒的性質(zhì)有重要作用,而且在科研還是工業(yè)生產(chǎn)中都具有十分重要的意義。
BET法測(cè)定原理
對(duì)于粉體材料而言,比表面與顆粒度相關(guān),顆粒越細(xì),比表面越大;與顆粒表面的粗糙度相關(guān),表面越粗糙,比表面越大;與顆粒表面的孔關(guān)系極大,多孔粉體的比表面積急劇增大,微孔發(fā)達(dá)的粉體材料的比表面可以高達(dá)每克幾千平方米。
由于粉體顆粒十分細(xì)小,比表面無法直接測(cè)定,通常采用氮吸附法,即利用粉體材料表面的吸附特性,用氮分子作為“量具",測(cè)試出粉體表面的氮?dú)馕搅?,并按照一定的物理模型?jì)算出比表面積。
與其他碳材料相比,石墨類材料在反應(yīng)過程中具有較低的嵌鋰電位,同時(shí)生成的插鋰層間化合物代替金屬鋰負(fù)極,從而避免了金屬鋰枝晶的沉積,因此安全性得以顯著提高,且石墨材料來源廣泛、價(jià)格便宜,是較早應(yīng)用的負(fù)極材料,也是目前主流的鋰離子電池負(fù)極材料。
石墨的粒徑越小,會(huì)使得比表面積越大,鋰離子遷移的通道更多、路徑更短,倍率性能就比較好,但由于與電解液接觸面積大,形成SEI膜的面積也大,造成容量損失過多,降低使用壽命,而且添加的粘結(jié)劑會(huì)比較多,造成內(nèi)阻增加。包覆是一種有效的改性方法,可以使負(fù)極的循環(huán)性能得到很大的改善,經(jīng)過包覆處理后,經(jīng)過包覆處理后,無定形碳填補(bǔ)石墨的裂縫和孔洞,可以降低其外比表面,避免生成過多的SEI膜還消耗較多的Li,其次是減少石墨表面的活性點(diǎn),阻止溶劑分子嵌入而造成的不可逆損失。比表面儀對(duì)包覆工藝效果的評(píng)估有著重要意義。
天然石墨負(fù)極材料|JFE化工株式會(huì)社
SEI膜:在液態(tài)鋰離子電池的充放電過程中,電極材料與電解液在固液相界面上發(fā)生反應(yīng),形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層。這種鈍化層是Li+的優(yōu)良導(dǎo)體,Li+可以經(jīng)過該鈍化層自由地嵌入和脫出,因此被稱為“固體電解質(zhì)界面膜"簡稱SEI膜。一方面,SEI膜的形成消耗了部分鋰離子,使得充放電不可逆容量增加,降低了電極材料的充放電效率;另一方面,SEI膜具有有機(jī)溶劑不溶性,在有機(jī)電解質(zhì)溶液中能穩(wěn)定存在,并且溶劑分子不能通過該層鈍化膜,從而能有效防止溶劑分子的共嵌入,避免了因溶劑分子共嵌入對(duì)電極材料造成的破壞,因而大大提高了電極的循環(huán)性能和使用壽命。SEI膜起著防止電解質(zhì)分解的作用,但會(huì)導(dǎo)致電池容量的損失。
磷酸鐵鋰作為動(dòng)力電池的正極材料,其比表面積與電池的性能密切相關(guān)。通常情況下,磷酸鐵鋰的比表面積與碳含量呈線性關(guān)系。生產(chǎn)中有比表面積測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試。比表面積太小,說明材料的碳包覆量不夠,直接體現(xiàn)是電池內(nèi)阻偏高、循環(huán)性能不好。比表面積過大,說明材料的碳包覆量過高,直接的體現(xiàn)是材料的電化學(xué)性能好,但易團(tuán)聚、極片加工困難,且涂布不均勻等。
全自動(dòng)比表面積測(cè)定裝置Macsorbe
Macsorb@特征
全自動(dòng)測(cè)定
一由脫氣至計(jì)算實(shí)際表面積的所有過程都可以全自動(dòng)操作一能夠去除操作員的量測(cè)誤差,取得高精度的數(shù)據(jù)
透過BET流動(dòng)法實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量2.
每個(gè)樣品的測(cè)量時(shí)間約10至15分鐘
比表面積測(cè)定裝置結(jié)合自動(dòng)進(jìn)樣器,可以在無人看守狀況下最大自動(dòng)測(cè)量數(shù)量可達(dá)30個(gè)樣品一可以將樣本設(shè)置完成后下班回家,于第二天早上上班取得數(shù)據(jù)
多種選配提供選擇可以依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的使用狀況,追加安裝預(yù)熱器提供操作容易的軟件系統(tǒng)(部分軟件也可以客制化)