リチウム電池の解剖とテスト

リチウムイオン電池は、ハイテク開発のポイントのひとつとなった、優れた性能を備えた新世代のグリーン高エネルギー電池です。新エネルギー車の急速な発展に伴い、リチウム電池材料は完全に恩恵を受けるでしょう。リチウム電池は、優れた性能、幅広い用途、幅広い展望を備えています。リチウム電池は、エネルギー密度が高く、サイクル寿命が長く、自己放電率が低く、メモリー効果がなく、環境保護に優れています。中国の新エネルギー車は、第13次5か年計画期間中に急速に発展し、リチウム電池材料の急速な成長を促進します。

Jinjian検出は、リチウム電池電極材料のSEMテスト、粒子サイズ測定、リチウム電池材料のアルゴンイオン研磨サンプル前処理を提供し、リチウム電池電極材料業界に優れたR＆Dテストプラットフォームを提供し、リチウム電池業界の発展を促進し、州は新エネルギーの要求をサポートしています。

リチウムイオン電池には、高電圧、大容量、低消費、メモリー効果なし、汚染なし、少量、内部抵抗が小さく、自己放電が少なく、サイクル数が多いという特徴があります。上記の特性により、リチウムイオン電池は、携帯電話、ノートブックコンピュータ、ビデオカメラ、デジタルカメラなど、多くの民間および軍事分野に適用されてきました。

リチウムイオン電池の主成分は、電解質、セパレータ、正極材、負極材などである。正極材料の性能がリチウムイオン電池の性能に直接影響し、コストが直接影響するため、正極材料が大きな割合を占めます（正極材料と負極材料の質量比は3：1から4：1です）。バッテリーのコストを決定します。正極と負極の真ん中には電池の電解液とダイヤフラムがあります。

一般的なリチウム電池のカソード材料：コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、ニッケル酸リチウム、三元、リチウムリッチ相、ケイ酸リチウム、リン酸マンガンリチウム、硫酸鉄リチウム。

一般的なリチウム電池のアノード材料：リチウム電池の4つの主要な材料の中で、アノード材料の技術は比較的成熟しています。リチウム電池のアノード材料は、一般に、炭素材料と非炭素材料の2つのカテゴリに分類されます。その中で、炭素材料は、天然黒鉛、人工黒鉛、中間相炭素ミクロスフェア、ソフトカーボン（コークスなど）、および一部のハードカーボンなどのグラファイトとアモルファスカーボンに分けられます。他の非炭素アノード材料は、窒化物、シリコンベースの材料、スズベースの材料、チタンベースの材料、合金材料などである。

ケース1：カソード材料-SEMテスト：

ケース2：リン酸鉄リチウムの走査型電子顕微鏡表面形態：

アルゴンイオン研磨後にリン酸鉄リチウムでコーティングされたリチウム電池材料のポールピースのSEM効果図：

ケース3：アルゴンイオン断面研磨解剖学的リチウム電池材料ポールピース人工黒鉛と天然黒鉛の識別（黒鉛検査）

リチウムイオン電池の開発の過去20年間、理論および学術界は、リチウムイオン電池の炭素（グラファイト）アノード材料の識別方法の詳細な分析を行っていません：天然黒鉛および人工黒鉛アノード材料、および科学的な識別と決定の方法を明確に定義しています。業界は天然黒鉛と人工黒鉛陽極材料の境界が不明確であり、混合市場は材料の合理的かつ効果的な使用に大きな影響を与えています。

天然黒鉛陽極材料は、粉砕、球状化、分類、精製、表面処理などにより得られる天然のうろこ状結晶黒鉛でできており、その高い結晶性が自然に形成されます。人工黒鉛陽極材料は、石油コークス、ニードルコークス、ピッチコークスなどの黒鉛化しやすい炭素を一定の温度で焼成した後、粉砕、分類、高温黒鉛化を行い、高温黒鉛化により高い結晶性を形成することで得られます。の。微視的形態、結晶構造、電気化学的性能、および処理特性に大きな違いがあるのは、まさに原材料と調製プロセスにおける2つの材料の本質的な違いによるものです。標準を統一し、天然および人工のグラファイトアノード材料を科学的に区別して正しく決定するために、長年の研究の後に、調査され、繰り返し検証され、実用的な科学的方法が示されます。

1.天然黒鉛と人工黒鉛陽極材料の微視的形態の違い-SEMプロファイル分析

2.天然黒鉛と人工黒鉛陽極材料の結晶構造の違い-X線回折法

3.天然黒鉛と人工黒鉛陽極材料の無秩序度（ID / IG）の違い-ラマン分光法

天然黒鉛と人工黒鉛の比較：

現在、負極材料は主に天然黒鉛と人工黒鉛で構成されており、2種類の黒鉛には長所と短所があります。天然黒鉛は容量が大きく、加工が簡単で低価格ですが、吸液・循環性能が悪いです。人工黒鉛プロセスはより複雑で高価ですが、サイクルと安全性能は優れています。さまざまな手段の技術的改善により、両方のグラファイトアノード材料を「強化し、ショートを回避」することができますが、現時点では、人工グラファイトにはパワーバッテリーに一定の利点があります。

天然黒鉛と人工黒鉛陽極材料の微視的形態の違い-SEMプロファイル分析

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微細構造では、天然黒鉛は層状構造であり、そのSEM断面はフレーク黒鉛の層状構造を保持しており、フレーク構造間には多数のボイドがあります。一方、人工黒鉛アノード材料は、高温黒鉛のコークスと中間相です。その過程で、ABAB構造に従って結晶構造が再配列され、重合が収縮し、内部が緻密でシームレスになります。

（1）SEM断面図：高温黒鉛化されていない天然黒鉛負極材料のSEM断面図は、シート状構造の間にボイドがあり、人工黒鉛負極材料のSEM断面図高密度でシームレスです。

（2）高温（2400〜3300°C）黒鉛化処理された天然黒鉛アノード材料と人工黒鉛ネガティブ材料の比較（説明のために異なる天然および人工の複合タイプ）

SEMプロファイル：高温黒鉛化によって処理された純粋な天然グラファイトアノード材料のSEMプロファイルには、シート構造間にボイドがあります。純粋な人工黒鉛アノード材料のSEMプロファイルは緻密でシームレスであり、複合黒鉛は高温黒鉛化によって処理されます。負極材料のSEM断面図では、天然黒鉛のシート状構造と人工黒鉛の緻密構造とのギャップが共存しています。

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