负极材料克容量测试步骤解析

　　克容量反映单位质量负极材料在充放电过程中可逆嵌入/脱出的锂离子量，直接影响电池能量密度。测试需扣除集流体质量，仅计算活性物质贡献的容量。 ‌

　　1. 电极制备与精确称重

　　这是整个测试的基石，任何误差都会在z终结果中被放大。

　　浆料配制：将活性物质、导电剂和粘结剂按一定质量比例均匀混合。一个典型的配比是 8:1:1。

　　均匀涂布：将浆料均匀地涂覆在集流体上。对于负极，集流体通常是铜箔。

　　精准干燥与压片：涂布后的极片经过真空干燥，去除溶剂和水分，然后进行冷压，使活性物质层更致密平整。

　　称取活性物质质量：这是计算克容量的关键。推荐使用直接法：冲片后，立即用高精度天平称量极片的质量，减去已知质量的空白铜箔，得到活性物质的质量。

　　2. 电池组装

　　为确保测试的准确性，通常在充满高纯氩气的手套箱中组装CR2032型扣式电池。

　　对电极：使用金属锂片作为对电极和参比电极。

　　电解质：根据所测负极材料选择合适的电解液。

　　隔膜：使用多孔的聚丙烯或聚乙烯隔膜。

　　3. 电化学测试

　　通过恒流充放电测试来测量容量，这是常用和直接的方法。

　　测试流程：

　　静置：让电池内部界面稳定。

　　首次充电：对于负极半电池，充电过程对应锂离子嵌入负极，即嵌锂。

　　静置。

　　首次放电：放电过程对应锂离子从负极脱出，即脱锂。

　　如此循环多次。

　　参数设置：

　　电流密度：通常用倍率表示，首次测试常用小倍率，如 0.1C。

　　电压窗口：根据材料设定，如石墨为 0.005V - 2.0V。

　　截止条件：设置电流或时间截止条件。

　　4. 数据处理与分析

　　从测试设备导出的数据，需要经过计算才能得到核心指标。

　　计算克容量：

　　充电克容量 = 充电容量 / 活性物质质量

　　放电克容量 = 放电容量 / 活性物质质量

　　通常，我们更关注首次放电克容量，因为它对应锂离子从负极中的可逆脱出过程。

　　计算首次库伦效率：

　　首效 = 首次放电容量 / 首次充电容量

　　首效是衡量材料“不可逆容量损失”的关键指标，首效越高，说明首次循环中消耗的锂离子越少，材料性能越好。

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