提高锂离子电池能量密度的有效蹊径
1.引言
锂离子电池(LIB)在二次电池中拥有最高的能量密度,,,因而宽泛利用于3C产品、、电动交通工具、、储能系统等领域。在这些利用中,,,要求电池体积小热容量大,,,因而,,,提高锂电池的能量密度成为钻研和出产中的重要课题。

图1. 锂电池的能量密度与利用
目前,,,通过提高锂电池正负极资料的振实密度,,,增长它们在电极中的含量,,,是提高电池高能量密度的有效蹊径之一。锂电池资料的振实密度与粒径、、粒径散布及粒形等有着亲昵的关系,,,通过优化先驱体的烧结工艺和研磨流程等来提高正负极资料的振实密度。
2. amjs澳金沙门151BT-310系列振实密度仪
图2. BT-310系列振实密度仪(点击图片相识产品详情)
BT-310系列振实密度仪是由丹东amjs澳金沙门151研制的高精度粉体振实密度测试仪,,,它切合 GB/T 21354、、GB/T31057、、GB/T 5162以及ISO 3953和ASTM B527等国内外尺度,,,可利用于电极正负极粉体资料的振实密度测试。图3(a)为两种50g磷酸铁锂样品LFP-1和LFP-2随振动次数增长体积的变动曲线,,,其中LFP-1振实后的体积为55.5ml,,,振实密度为0.9 g/cm3;LFP-2振实后的体积为46ml,,,振实密度为1.09 g/cm3,,,两者相比相差20%。显然,,,一样体积的锂电池,,,用LFP-2做的将有更高的能量密度。图3(b)为屡次测试这两个样品振实密度的重现性,,,重现性误差均低于1%,,,注明BT-310系列拥有良好的不变性。


图3.(a)振实过程体积变动曲线
(b)amjs澳金沙门151振实密度仪的反复性
3. 两个样品振实密度分歧的原因
同为磷酸铁锂的LFP-1和LFP-2,,,为什么振实密度值相差20%???我们来分析一下它们的粒度散布。我们选取了amjs澳金沙门151高端激光粒度仪——Bettersize3000双镜头斜入射激光粒度仪,,,能全面接管前向、、侧向和后向散射光信号,,,扩大了丈量领域,,,提高了丈量精度,,,是高精度粒度散布测试的首先仪器,,,为磷酸铁锂的质量节制、、出产工艺节制和利用钻研提供靠得住的粒度测试伎俩。从图三能够看出,,,两种样品拥有一样的粒径散布领域,,,但D50有着显著的分歧,,,LFP-1的D50远远小于LFP-2的D50,,,从图5的散布曲线能够看出,,,LFP-1内部有更多的细颗粒导致颗粒间空地更多,,,振实密度较低。LFP-2内部有较少的细颗粒导致颗粒间空地更少,,,振实密度较大。

图4. Bettersize 3000 Plus激光/图像粒度粒形分析仪

图5. LFP-1he LFP -2的粒度散布
4.总结
粒径和振实密度有着亲昵的关系,,,为了优化出产过程,,,制备高机能的锂离子正负极资料,,,高精度激光粒度仪和振实密度仪是两种不成短缺的测试仪器。
