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蘇州科準(zhǔn)測(cè)控有限公司
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石墨粉末堆密度的測(cè)定:原理、方法和檢測(cè)儀器解析

時(shí)間:2024/10/25閱讀:568
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石墨作為一種天然的碳材料,憑借其du特的物理和化學(xué)特性,在能源存儲(chǔ)領(lǐng)域,尤其是鋰離子電池(LiB)中,發(fā)揮著重要作用。石墨不僅是鋰離子電池中zui常用的負(fù)極材料,其性能還直接關(guān)系到電池的容量、循環(huán)壽命和整體效率。在電池制造過(guò)程中,石墨粉末的堆密度是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù),它影響電極的填充密度以及電池的體積能量密度。

堆密度是指粉末在自然堆積狀態(tài)下的密度,反映了材料的填充能力和壓實(shí)性能。對(duì)于石墨粉末來(lái)說(shuō),精確測(cè)定其堆密度對(duì)優(yōu)化電極材料制備、提升電池性能具有重要意義。一個(gè)準(zhǔn)確的堆密度測(cè)定結(jié)果可以幫助制造商更好地控制電極的體積和質(zhì)量,從而設(shè)計(jì)出能量密度更高、循環(huán)性能更優(yōu)的電池。

石墨粉末的堆密度會(huì)受到顆粒大小、形狀、表面特性等多種因素的影響,因此,開(kāi)發(fā)出準(zhǔn)確、可靠的測(cè)定方法對(duì)于石墨粉末的質(zhì)量控制和電池性能優(yōu)化至關(guān)重要。本文科準(zhǔn)測(cè)控小編將介紹石墨粉末堆密度的測(cè)定方法,分析影響堆密度的關(guān)鍵因素,并探討其對(duì)鋰離子電池性能的影響。

 

一、測(cè)試原理

石墨粉末堆密度的測(cè)試原理是通過(guò)測(cè)量在自然堆積狀態(tài)下的粉末體積和質(zhì)量,從而計(jì)算出其填充密度,以評(píng)估材料的壓實(shí)性能和填充能力。

二、測(cè)試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

GB/T 5162-2006 《金屬粉末 松裝密度的測(cè)定方法》

ASTM B329-14 《使用Scott體積計(jì)測(cè)定金屬粉末表觀密度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法》

ISO 3923-1:2018 《金屬粉末表觀密度的測(cè)定 第1部分:漏斗法》

三、測(cè)試儀器

1、萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)

image.png 

(示意圖:萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)可搭配不同夾具做不同力學(xué)實(shí)驗(yàn))

2、試驗(yàn)夾具:粉末形成試驗(yàn)裝置(模具直徑 1/2英寸)

image.png 

3、傳感器:

上部傳感器:100 kN

下部傳感器:100 kN

4、試驗(yàn)條件

樣品名稱:四種不同粒徑的石墨粉末(A、B、CD)

試驗(yàn)速度:5mm/min

樣品質(zhì)量:稱重至1g±0.005 g

目標(biāo)值:上部傳感器中高達(dá) 50 kN的試驗(yàn)載荷

四、測(cè)試流程

步驟一、設(shè)備準(zhǔn)備

安裝萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī),確保其配備了適用于粉末成型的試驗(yàn)裝置(模具直徑為1/2英寸)。確認(rèn)上下傳感器的容量均為100 kN,并校準(zhǔn)至正常工作狀態(tài)。

步驟二、樣品準(zhǔn)備

稱量四種不同粒徑的石墨粉末樣品(AB、CD),每個(gè)樣品的質(zhì)量應(yīng)控制在1g±0.005 g范圍內(nèi)。

步驟三、裝載樣品

1g的石墨粉末樣品均勻放入模具中,確保粉末平整分布。固定好模具,避免在測(cè)試過(guò)程中發(fā)生移位。

步驟四、設(shè)定試驗(yàn)參數(shù)

在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上設(shè)定試驗(yàn)速度為5mm/min,并設(shè)置上部傳感器的目標(biāo)加載值為50 kN。

步驟五、開(kāi)始試驗(yàn)

啟動(dòng)試驗(yàn)機(jī),逐步向上部傳感器施加載荷,直至達(dá)到50 kN。在此過(guò)程中,記錄上下傳感器測(cè)得的載荷值。

步驟六、計(jì)算載荷平均值

通過(guò)讀取上下傳感器的載荷數(shù)據(jù),計(jì)算上下傳感器載荷的平均值,作為最終的試驗(yàn)結(jié)果。注意,因模具壁面分散壓力可能不同,需關(guān)注不同樣品的測(cè)試差異。

步驟七、結(jié)果分析

比較四種不同粒徑石墨粉末(A、B、C、D)的載荷平均值,記錄和分析其壓縮性能。

 

以上就是小編介紹的石墨粉末堆密度測(cè)定內(nèi)容了,希望可以給大家?guī)?lái)幫助!如果您還想了解更多關(guān)于石墨粉末堆密度測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告、注意事項(xiàng)和誤差分析,萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)型號(hào)規(guī)格、使用說(shuō)明、操作視頻、功率多大、引伸計(jì)安裝和精度等問(wèn)題,歡迎您關(guān)注我們,也可以給我們私信和留言,科準(zhǔn)測(cè)控技術(shù)團(tuán)隊(duì)為您免費(fèi)解答!


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