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電池材料粉末壓實密度測量

壓實密度(compacted density)

一. 定義：

壓實密度的計算公式：壓實密度=面密度/材料的厚度

在鋰離子電池設(shè)計過程中，壓實密度=面密度/(極片碾壓后的厚度—集流體厚度) ，單位：g/cm3

壓實密度分為：負極壓實密度Anode density（或稱為陽極壓實密度）和正極壓實密度Cathode density（或稱為陰極壓實密度）。

二. 原理:

鋰離子動力電池在制作過程中，壓實密度對電池性能有較大的影響。通過實驗證明，壓實密度與片比容量，效率，內(nèi)阻，以及電池循環(huán)性能有密切的關(guān)系。找出*壓實密度對電池設(shè)計很重要。一般來說，壓實密度越大，電池的容量就能做的越高，所以壓實密度也被看做材料能量密度的參考指標之一。壓實密度不光和顆粒的大小、密度有關(guān)系，還和粒子的級配有關(guān)系，壓實密度大的一般都有很好的粒子正態(tài)分布?？梢哉J為，工藝條件一定的條件下，壓實密度越大，電池的容量越高。合適的正極壓實密度可以增大電池的放電容量，減小內(nèi)阻，減小極化損失，延長電池的循環(huán)壽命，提高鋰離子電池的利用率。在壓實密度過大或過小時，不利于鋰離子的嵌入嵌出。

現(xiàn)在常用的正極材料(鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等)和負極材料（人造石墨、天然石墨、復合石墨等），由于材質(zhì)不同，壓實密度也有較大的差別。

三.適用范圍：主要用于粉末和顆粒壓實密度測試，在外力的壓縮過程中，隨著粉末的移動和變形，較大的空隙被填充，顆粒間接觸面積增大，使原子間產(chǎn)生吸引力且顆粒間的機械楔合作用增強，從而形成具有一定密度和強度的壓坯. 滿足標準：GBT 24533-2009 鋰離子電池石墨類負極材料，附錄L:粉末壓實密度的測試方法，也可以用于具有類似特性之粉末和顆粒壓實密度之測定；上粉末和顆粒測試方法相通。

電池材料粉末壓實密度測量

本儀器采用人工手動加壓方式，配置帶排氣孔位之模具，采用壓力表控制壓力方式，可以依據(jù)不同測試粉末特性配置不同測試壓力范圍，本機結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，使用操作方便。

參數(shù)資料parameter

測試項目test project	技術(shù) 參數(shù)Technical parameter	分辨率Accuracy
1.主壓力 Main pressure	5噸；10噸； 20噸；（選購）/ 5 tons; 10 tons; 15 tons; 20 tons(choose to buy)	傳感器：1級/ Sensor: class 1
2.位移測量/displacement	位移傳感器系統(tǒng)， precision dial gauge	0.001mm
3.位移行程/ Displacement stroke	0-20mm	0.1mm
4. 控制系統(tǒng)/ Control system	液壓控制系統(tǒng) pressure control system
5.顯示方式/display	7寸觸摸屏+PC軟件7 inch touch screen+PC
6. 模具mould	內(nèi)徑：13.0mm；高：55mm；Inner diameter: 13.0mm,height：25mm（customizable）	0.1mm
7.脫模方式Demoulding method	自動automatic
8.保護裝置 Safety device	自動診斷、過載保護和急?？刂? Automatic diagnosis, overload protection and emergency stop control
9.溫濕度范圍 Temperature humidity range	常溫-50度；濕度：20%-98%/ Room temperature -50 degrees, humidity：20%-98%
10.時間設(shè)置time setting	0-99.9S	0.1S
11.設(shè)備管理功能 Device management function	密碼設(shè)置及數(shù)據(jù)管理存儲 Password settings and data management storage
12.密度值 Density value	99.99999g/cm3 不同樣品特性不同密度有所差異 Different samples characteristics have different density.	3%以內(nèi) Less than 3%
13.形變量Deformation variables	可測量彈性材料形變量Measure the amount of elastic material deformation
14.天平（選購） High precision test balance(choose to buy)	0.00001g，量程：120g Accurate to 0.00001g, range: 120g	0.01%
15.位移速度Displacement speed	小于15mm/min	0.1mm/min
16.使用環(huán)境要求 Environmental requirements	儀器使用環(huán)境要求：工作溫度：-10℃－40℃，濕度：≤65%RH Environmental requirements for instruments：working temperature：-10℃－40℃，humidity：≤65%RH
17.電源 Power Supply	380v
18. 整機誤差 uncertainty error	uncertainty error 3%
選購項目 Choose and buy items	a．電腦，打印機 b.其他規(guī)格模具 c.電動抽油裝置 d.抽真空裝置 e.水分儀 f.真密度儀 g.松裝密度儀 h.振實密度儀 i.延保服務(wù) a．Computer, printer, b.other specifications mold, c.Electric pumping unit, d. vacuum device e. moisture meter f. true density meter g. loose density meter h. tap density meter

步驟及流程

1.將未裝樣品的模具放置工作平臺清零.

2.將稱重好的樣品裝入模腔，并抽真空處理.

3.設(shè)定參數(shù)：壓力，時間.樣品數(shù)據(jù).

4.測試完成自動顯示數(shù)據(jù).

5.過程曲線，生成報表

優(yōu)點描述：

重復性3%.
自動運行.
千分位的樣品變化高度數(shù)據(jù)采集
PC過程數(shù)據(jù)及圖譜分析.
具有保護功能.

6.多個規(guī)格量程選購

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