手机版 |
产品分类 |
激光粒度仪
喷雾粒度仪Spraytec
智能激光粒度仪Mastersizer 3000
纳米颗粒跟踪分析仪NanoSight NS300
激光粒度仪 Mastersizer 3000E
升级版激光粒度仪Mastersizer 3000+
热分析仪
等温滴定微量热仪MicroCal PEAQ-ITC
等温滴定微量热仪MicroCal PEAQ-ITC Automated
差示扫描微量热仪MicroCal PEAQ-DSC Automated
差示扫描微量热仪MicroCal PEAQ-DSC
纳米粒度仪
马尔文帕纳科NanoSight Pro纳米颗粒跟踪分析仪
纳米粒度及电位分析仪Zetasizer Ultra
纳米粒度及电位分析仪Zetasizer Pro
纳米粒度及电位分析仪Zetasizer Lab
元素分析仪
2830 ZT 晶圆分析仪
台式能谱仪一体机Epsilon1
台式X射线荧光光谱仪 Epsilon 4
X射线荧光光谱仪Epsilon Xflow
其他测试设备
锐影智能X射线衍射仪Empyrean
高分辨X射线衍射仪 X'Pert3 MRD
台式X射线衍射仪Aeris
光谱检测分析仪
X射线荧光光谱仪Zetium
Axios FAST多道同时式波长色散型X射线荧光光谱仪
颗粒图像测试仪
全自动粒度粒形分析仪 Morphologi 4
全自动粒度粒形分析仪Morphologi 4-ID
干粉砂浆生产线
CNA 系列中子活化在线物料分析系统
色谱仪
凝胶渗透色谱仪OMNISEC系统
在线粒度仪
马尔文在线粒度仪Insitec
制样/消解设备
FORJ“火蝾”熔样机
混合机
Claisse 系列熔融制样前处理设备
微信公众号 |
联系方式 |
友情链接 |
公司新闻
【热点应用】钠电与锂电正极材料的粒度分析有何不同?
马尔文帕纳科2023-10-13点击1135次
本文摘要
本文通过利用Masterziser 3000和Morphologi-4 对一种钠离子电池正极材料的进行粒度粒形测试,证明典型的钠离子电池正极材料更适合用干法分散或乙醇分散,揭示出与锂离子正极材料在分散剂的选择上的差异。
实验背景
粒度分布是电池原材料的一项重要检测项目,它影响着正极材料的涂层质量,继而影响电池的性能。长期以来锂离子材料作为主要的正极材料,广泛应用于电极生产,例如磷酸铁锂,三元锂电极材料。通常根据材料表面是否改性,上述材料大多使用水作为分散介质进行样品分散,进而准确分析样品的粒度和粒径分布。
随着技术的发展,越来越多的厂家开始研究钠离子材料作为正极材料,并对该新材料也提出了粒度测试的要求,原锂电正极材料的分析方法是否可以复制呢?我们带着这样的疑问对钠电正极材料展开测试。
实验过程及结论
待测试的钠离子电池正极材料样品为黑色粉末,流动性较好,与常规三元材料类似。按照过去的分散方法,可以直接用水分散,超声对结果影响很小,稳定性好,单峰且分布较窄。我们先按照锂电材料的分散方法进行测试。
该钠电正极材料加入水中,随着搅拌,可以看到粒径分布从窄峰逐渐变宽,小颗粒迅速增加,遮光度急剧升高,结果稳定性极差,且溶液颜色从黑色变成了红褐色。
Figure 1 钠离子电池正极材料样品在水中的Mastersizer30000粒径测试结果
这些迹象表明,该种钠离子电池正极材料与水很可能发生了反应,将干粉样品、水中变红样品分别在Morphologi4粒形分析仪的显微镜下观察,可以发现明显差别。结果如下:
Figure 2-1 钠离子电池正极材料样品使用干法分散后的颗粒图像(图片来自M4)
Figure 2-2 钠离子电池正极材料样品使用水分散后的颗粒图像(来自M4)
图像法证实了我们的想法:这种钠离子电池正极材料在水中的粒度是不稳定的,要准确测量其颗粒粒度,需要更换分散方法或者分散介质。我们首先选择了乙醇作为分散介质进行实验。
实验选用Hydro SM进样器,取少量具备代表性样品;根据样品团聚情况选择外置超声分散。
在乙醇中,样品为双峰分布,粒径很稳定,即使用超声分散,小颗粒组分稍稍变多,整体与图像观察非常吻合。使用Mastersizer 3000分析粒度分布图如下:
Figure 3 钠离子电池正极材料样品在乙醇中不同超声时间的Mastersizer 3000 粒径测试结果
Figure 4 钠离子电池正极材料样品在乙醇中分散的颗粒图像(来自M4)
之后,实验选择干法分散再次测试。根据样品团聚情况选择文丘里管,测试结果重现性也很不错,随着压力的增加,小颗粒的含量逐渐上升,这表明摩擦力对样品分散力更为有效。为了和湿法进行对比,我们选择与湿法分散最为相近的1bar分散压力。干法分散 Mastersizer 3000的检测结果如下:
Figure 5 钠离子电池正极材料样品用干法在不同压力下Mastersizer3000粒径测试结果以及与乙醇中测试对比
结论
Conclusion
典型的钠电正极材料与常规的锂电正极材料在水中的分散情况差异很大,会随着搅拌或超声反应得到大量的小颗粒,无法得到稳定粒径结果。更换为乙醇或者干法分散,样品结果重复性和重现性都非常优秀。
>>> 关于马尔文帕纳科
马尔文帕纳科的使命是通过对材料进行化学、物性和结构分析,打造出更胜一筹的客户导向型创新解决方案和服务,从而提高效率和产生可观的经济效益。通过利用包括人工智能和预测分析在内的最近技术发展,我们能够逐步实现这一目标。这将让各个行业和组织的科学家和工程师可以解决一系列难题,如最大程度地提高生产率、开发更高质量的产品,并缩短产品上市时间。
联系我们
销售热线:+86 400 630 6902
售后热线:+86 400 820 6902
联系邮箱:info@malvern.com.cn