石墨负极材料检测

石墨负极材料检测针对锂离子电池关键组件,核心对象包括天然和人造石墨等。关键检测项目涵盖粒度分布(D50参数)、比表面积(BET法测定)、杂质元素含量(Fe、Cu等≤100ppm)、首次库仑效率(≥95%)、循环性能稳定性(300次循环容量保持率≥80%)、石墨化度(XRD测定≥90%)、振实密度(g/cm³)、灰分(高温灼烧法≤0.1%)、水分(卡尔费休法≤500ppm)及表面形貌观测。通过ISO、ASTM、GB等标准方法确保材料电化学性能与一致性。

原创阅读 222025-06-11工程师CMACNASISO高新技术企业

检测项目

物理特性检测:

  • 粒度分布:D10、D50、D90(参照GB/T19077)
  • 比表面积:BET法测定(≥2m²/g)
  • 振实密度:≥1.0g/cm³
化学成分检测:
  • 杂质元素含量:Fe、Cu、Ni等(≤100ppm,参照ISO11885)
  • 灰分含量:高温灼烧法(≤0.1%)
  • 水分含量:卡尔费休法(≤500ppm)
电化学性能检测:
  • 首次库仑效率:≥95%
  • 循环性能:300次循环容量保持率≥80%
  • 倍率性能:1C-5C放电容量比
结构特性检测:
  • 石墨化度:XRD测定≥90%
  • 层间距:d002值≤0.335nm
  • 晶体缺陷:拉曼光谱ID/IG比
热性能检测:
  • 热失重:TGA分析≤5%at800°C
  • 热膨胀系数:CTE测定值
  • 热稳定性:DSC峰值温度≥200°C
机械性能检测:
  • 压缩强度:≥10MPa
  • 弹性模量:测定范围1-100GPa
  • 硬度:维氏硬度HV0.1
表面特性检测:
  • 表面形貌:SEM观察
  • 表面能:接触角测定≤90°
  • 包覆层厚度:TEM测量±10nm
粒径分布检测:
  • 平均粒径:激光衍射法
  • 粒度均匀性:Span值≤1.5
电阻率检测:
  • 体积电阻率:四探针法≤0.1Ω·cm
  • 电子电导率:Hall效应测定
安全性能检测:
  • 过充性能:电压升至5V失效测试
  • 热失控温度:ARC测定≥150°C

检测范围

1.天然鳞片石墨负极材料:检测重点为天然纯度、粒度分布一致性及杂质控制

2.人造石墨负极材料:侧重石墨化度优化、结构缺陷评估与电化学性能稳定性

3.球形石墨负极材料:关注球形度、表面光滑度及粒径均匀性

4.改性石墨复合材料:检测硅碳复合等材料的成分分布、界面结合强度

5.高倍率负极材料:侧重电子电导率、快速充放电响应及倍率容量衰减

6.低温性能负极材料:检测-20°C下容量保持率、离子扩散系数变化

7.高压实密度负极材料:关注振实密度≥1.5g/cm³、孔隙率≤30%

8.包覆改性石墨:检测包覆层均匀性、厚度控制及表面能调节

9.纳米石墨负极:观测纳米颗粒尺寸、团聚现象及电化学活性

10.回收石墨材料:侧重杂质去除效率、性能恢复度及循环寿命

检测方法

国际标准:

  • ISO13320:2020粒度分析激光衍射法(测量范围0.1-2000μm)
  • ASTMD3663-20比表面积BET测定法(氮气吸附,精度±3%)
  • ISO11885:2007杂质元素ICP-OES分析法(检测限0.1ppm)
  • ASTME1587-17电化学性能恒电流充放电测试(电流密度0.1C-5C)
  • ISO20203:2015石墨化度XRD测定法(Cu-Kα辐射)
国家标准:
  • GB/T19077-2016粒度分析激光衍射法(测量范围0.01-3500μm,与国际ISO标准相比精度提高±1%)
  • GB/T19587-2017比表面积BET测定法(氩气吸附,与国际ASTM标准相比测试气体差异)
  • GB/T223.5-2008杂质元素光谱分析法(检测限0.01ppm,与国际ISO标准相比方法更严格)
  • GB/T18287-2013电化学性能循环测试(300次循环,与国际ASTM标准相比循环条件不同)
  • GB/T3074.1-2016石墨化度测定方法(XRD法,与国际ISO标准相比数据处理差异)

检测设备

1.激光粒度仪:Mastersizer3000型(测量范围0.01-3500μm,精度±1%)

2.比表面积分析仪:MicromeriticsASAP2460型(测试范围0.0005-无上限m²/g,氮气纯度99.999%)

3.电感耦合等离子体光谱仪:PerkinElmerOptima8300型(元素检测限0.001ppm,波长范围165-900nm)

4.电化学工作站:CHI760E型(电流范围±10A,电压范围±10V)

5.X射线衍射仪:BrukerD8Advance型(角度范围5-90°,分辨率0.0001°)

6.热重分析仪:NetzschSTA449F3型(温度范围RT-1600°C,精度±0.1μg)

7.扫描电子显微镜:HitachiSU8010型(分辨率1nm,放大倍数20-800,000×)

8.万能材料试验机:Instron5967型(载荷范围0.005-30kN,精度±0.5%)

9.四探针电阻率测试仪:LucasLabsPRO4-4400型(电阻测量范围0.0001-10MΩ,电流±100mA)

10.卡尔费休水分仪:Metrohm831KF型(检测限1ppm,滴定精度±0.1μL)

11.拉曼光谱仪:RenishawinVia型(光谱范围200-4000cm⁻¹,激光波长532nm)

12.差示扫描量热仪:TAInstrumentsDSC250型(温度范围-90-600°C,灵敏度0.2μW)

13.接触角测定仪:DataphysicsOCA20型(角度范围0-180°,精度±0.1°)

14.热膨胀系数测定仪:NetzschDIL402C型(温度范围RT-1550°C,膨胀测量精度±0.05μm)

15.加速量热仪:THTARC测试系统型(温度范围50-500°C,加热速率

北检(北京)检测技术研究院【简称:北检院】

  • 报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。
  • 检测周期:7~15工作日,可加急。
  • 资质:旗下实验室拥有CMA/CNAS/ISO资质。
  • 标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。
  • 非标测试:支持定制化试验方案。
  • 售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

QUALIFICATIONS

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