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粒度分布是影響鋰離子電池材料的重要指標
負極材料作為鋰離子電池的核心材料,對鋰離子電池的能量密度、充放電性能、循環(huán)性能、生產(chǎn)工藝等起著至關重要的作用。負極材料的主要技術指標包括粒度、比表面積、振實密度、真密度、灰分、pH值等。其中,粒度分布作為負極材料的重要技術指標,它還影響比表面積和振實密度,從而影響鋰離子電池的生產(chǎn)工藝和綜合性能。
一、粒度分布對鋰離子電池性能的影響
負極材料的粒度分布主要從以下幾個方面影響鋰離子電池的生產(chǎn)工藝和性能:
1、粒度分布影響體積能量密度
負極材料的顆粒大小應當具有合適的粒度分布,體系中的小顆粒能夠填充在大顆粒的空隙中,有助于增加極片的壓實密度,從而提高電池的體積能量密度。
2、粒度分布影響充放電性能
負極材料的顆粒越小,鋰離子嵌入時所需要克服的范德華力也就越小,嵌入越容易進行,而且顆粒越小,鋰離子嵌入和脫出的通道越短,越有利于快速達到充分嵌鋰狀態(tài),從而具有更好的充放電性能。
3、粒度分布影響循環(huán)性能
實驗表明,顆粒越小的石墨負極有較大的初次容量,但不可逆容量也較大;隨著粒徑增大,初次充放電容量降低,不可逆容量減少。同時,石墨顆粒越小,與電解液接觸的比表面積越大,初次充放電過程中形成的SEI膜所消耗的電荷就越多,不可逆容量損失也就越大。因此,合理的粒度分布不僅能夠提升鋰離子電池的初次容量和初次效率,而且能夠提升鋰離子電池的循環(huán)性能。
4、粒度分布影響生產(chǎn)工藝
負極材料的粒度分布會直接影響電池的制漿和涂布工藝。在相同的體積填充份數(shù)情況下,材料的粒徑越大,粒度分布越寬,漿料的黏度就越小,這有利于提高固含量,減小涂布難度。