锂电池材料性能测试是支撑电池研发、生产控制和质量认证的核心技术体系。完整的测试覆盖正极、负极、电解液、隔膜四大关键材料,涉及物理特性、电化学性能、安全性和环境适应性等多个维度。
关键电化学性能评测
这是评估材料“实战能力”的核心,通常在扣式半电池或软包全电池中进行。
1. 半电池(对锂/钠金属)评估
这是筛选和评价正负极材料性能的标准实验室方法。
测试体系:将待测材料作为工作电极,金属锂/钠作为对电极和参比电极。
核心测试项目:
恒电流充放电:获取容量、库仑效率、充放电平台、电压极化。
循环性能:在固定电流密度下进行长循环,评估容量保持率和衰减速率。
倍率性能:在不同电流密度下充放电,评估材料的高功率放电能力。
循环伏安法:研究电化学反应的可逆性、反应电位、相变过程。
电化学阻抗谱:分析电荷转移阻抗、固相扩散阻抗、SEI膜阻抗等,揭示动力学限制。
2. 全电池评估
更贴近实际应用,验证正负极材料的匹配性。
测试体系:使用待测材料作为正极或负极,与成熟的对电极(如石墨负极或磷酸铁锂正极)配对,组成软包或圆柱电池。
核心测试项目:
能量密度与功率密度:计算实际应用场景下的能量和功率输出。
循环寿命与容量衰减:在更真实的环境下评估长期稳定性。
存储性能与自放电:评估电池在搁置状态下的容量保持能力。
高低温性能:测试材料在不同温度下的容量保持率和功率输出能力。
3. 先进原位/在线表征
在电化学测试同时,对材料进行实时观测。
原位XRD:实时监测材料在充放电过程中的晶体结构演变、相变过程。
原位TEM:在原子尺度观察材料在循环中的形貌变化、裂纹产生、界面反应。
在线质谱/DEMS:实时检测充放电过程中产生的气体,分析副反应。
来源:网络
扫码或复制微信号添加好友