[发明专利]一种材料极片最大压实密度的测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料极片最大压实密度的测试方法，具体地讲涉及一种精准化的锂离子电池材料极片最大压实密度的测试方法。

背景技术

锂离子电池作为一种新兴电源，具有高电压、高容量、重量轻、体积小、安全环保等诸多优点，被广泛应用于手机、笔记本电脑、数码产品等领域，随着能源危机的日益加重，锂离子电池在新能源汽车中的应用逐渐成为现在的热门研究领域。

锂离子电池制作过程中，压实密度对电池性能有较大的影响，实验证明，压实密度与比容量、充放电效率、内阻及电池循环性能有着密切的关系。找出最大的极片压实密度对电池的设计非常重要，一般来说，压实密度越大，电池的能量密度就能做得越高，所以压实密度也被看做是材料能量密度的参考指标之一。压实密度不光和颗粒的大小、密度有关系，还和粒子的级配有关系，压实密度大的一般都有很好的粒子正态分布。可以认为，在工艺条件一定的情况下，压实密度越大，电池的容量密度越高。

合适的正极压实密度可以增大电池的放电容量，减少内阻，减少极化损失，延长电池的循环寿命，提高锂离子电池的利用率。

极片压实密度一般是指材料涂布成为极片之后，单位体积上正极物料的重量，反映了材料本身的性能，直接关系到电池的体积比能量。

依据目前通常的做法，极片最大压实密度的测试结果是一个范围，例如一种材料的最大压实密度可能为3.96-3.99g/cm³，而另外一种材料的最大压实密度是3.98-4.00g/cm³，就很难比较这两种材料的最大压实密度哪个更高一点。

目前现有的测试方法是采用在一整张极片上测若干个厚度值，然后取这些值的平均值作为极片的厚度。这样做会产生很大的误差。

根据极片最大压实密度的计算公式：

P=Mi-M0Li-L0(g/cm3)]]>

式中，M_i为极片面密度(g/cm²)，M₀为集流体面密度(g/cm²)，L_i为碾压后极片厚度(cm)，L₀为碾压后集流体厚度(cm)。分别固定M_i、，M₀、L₀，可以得到压实密度P与极片厚度L_i的关系。

如图2所示，固定极片的面密度(即Mi-M0的值)为0.04g/cm²，集流体厚度为16μm(即0.0016cm)，得到的极片厚度(含集流体)与压实密度的关系图，该压实密度范围为行业内常用的范围。可见，厚度每变化1μm，极片压实密度就会相应变化约0.04g/cm³，而根据测试数据，碾压后极片厚度差值最大能达到5μm，所以如果采用平均厚度，得到的极片压实密度误差会非常大。

发明内容

基于以上所述，本发明提供了一种精准化的锂离子电池材料极片压实密度的测试方法，该方法操作简单、能够将极片最大压实密度的值精确至点，且结果稳定可靠，有效避免了极片最大压实密度测量误差带来的对材料性能的错误判断等严重后果。

本发明的技术方案如下：

一种材料极片最大压实密度的测试方法，包括如下步骤：

(1)在碾压后的极片上沿与极片短边平行方向取若干个点，分别测量其实际厚度，若其厚度差≤1μm，则沿通过该若干点的直线对极片进行对折测试，并按照折痕处的极片厚度计算该处的压实密度，保留小数点后两位；