硅碳负极材料检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-04-22  

硅碳负极材料作为锂离子电池关键组分,其性能直接影响电池能量密度与循环寿命。专业检测需涵盖成分分析、微观结构表征及电化学性能评估三大维度,重点关注材料纯度、晶型稳定性、比表面积及锂离子扩散效率等核心指标。本文系统阐述标准化检测流程与关键技术参数。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

硅碳负极材料质量评价体系包含基础物性测试与功能特性验证两大模块:

1. 化学成分分析:总硅含量测定(Si%)、游离硅氧化物(SiOx)比例、碳层包覆均匀度、杂质元素(Fe, Al, Ca等)限量分析

2. 物理性能测试:比表面积(BET法)、孔隙率分布(BJH模型)、振实密度(GB/T 5162)、粒径分布(激光衍射法)、晶体结构(XRD全谱拟合)

3. 电化学特性验证:首次库伦效率(GB/T 30835)、可逆容量保持率(0.1C-5C倍率测试)、循环膨胀率(原位厚度监测)、锂离子扩散系数(GITT法)、界面阻抗谱(EIS分析)

4. 安全性能评估:热失控起始温度(DSC-TG联用)、电解液兼容性(浸泡膨胀实验)、产气特性(在线质谱监测)

检测范围

本检测体系适用于以下三类材料体系:

1. 纳米硅基复合材料:包括核壳结构Si/C复合材料、多孔硅-石墨烯复合体、硅纳米线阵列包覆材料

2. 预锂化改性材料:化学预锂化硅碳复合物、电化学预嵌锂改性材料

3. 新型复合体系:硅氧碳(SiOC)陶瓷复合材料、金属掺杂硅基合金材料

适用形态涵盖粉体原料、极片涂覆材料及成品电池拆解样品三个层级。

检测方法

标准化测试流程依据国际通行规范建立:

1. 成分定量分析:采用ICP-OES进行金属杂质检测(ASTM E1479),XPS深度剖析碳层包覆状态(ISO 15472),Raman光谱表征sp3/sp2碳比例

2. 结构表征技术:同步辐射XANES解析硅元素价态分布(JIS K0131),HR-TEM观测界面结合状态(ISO 21363),小角X射线散射(SAXS)测定介孔分布

3. 电化学测试规范:恒电流间歇滴定技术(GITT)按IEC 62660-1执行,交流阻抗谱测试频率范围设定10-2-105 Hz(GB/T 36384)

4. 热力学行为研究:采用绝热加速量热仪(ARC)进行热失控模拟测试(UL 2580),同步TG-DSC联用分析相变温度点(ISO 11358)

检测仪器

关键设备配置满足纳米尺度精确测量需求:

1. 表面分析系统:场发射扫描电镜(FE-SEM)配备EDS能谱模块,原子力显微镜(AFM)搭配导电探针

2. 结构解析平台:高分辨透射电镜(HR-TEM)配备电子能量损失谱仪(EELS),粉末X射线衍射仪(PXRD)配置高温附件

3. 电化学工作站:多通道恒电位仪集成EIS模块,原位膨胀测量系统精度达0.1μm

4. 热分析装置:同步热分析仪(STA)温度分辨率±0.1℃,绝热量热仪加热速率0.02-5K/min可调

5. 谱学分析设备:拉曼光谱仪激光波长532nm/785nm可选,X射线光电子能谱仪单色化Al Kα射线源

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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