锂电池检测

随着新能源汽车的不断发展，电动车渗透率逐渐提高，消费者对于电动车的续航能力、充电时效等重要性能指标有着更高的要求。进一步提高电池能量密度、提升电池充电速率成为各新能源车企未来持续发力的方向。2022 年，国内动力锂电池市场仍以常规类导电剂（炭黑）为主，而碳纳米管导电剂的占比约为 24%。随着近年来碳纳米管导电剂的产能不断提升，加之头部企业导入验证新型导电剂的进度加快，碳纳米管导电剂凭借持续提高的性价比优势，在动力电池领域的渗透率在不断提升。

导电浆料是将导电剂颗粒均匀分散于溶剂中所形成的颗粒悬浮液，导电炭黑和碳纳米管是两种常用的导电剂，在锂电池行业中的应用最为普遍。然而，炭黑颗粒和碳纳米管粉体的颗粒比表面积大，很容易在浆料中形成团聚，因此，导电浆料的分散性就成为评价浆料性能的重要指标。常规的BET方法只能给出干粉的比表面积值，而无法用于直接评价浆料中的颗粒分散性。激光粒度法的测试则需要首先对浆料稀释几百甚至上千倍，而这会显著地改变浆料的原始状态，原本团聚的颗粒在稀释后可能会分散得很好，因此，用激光粒度法也无法准确地评价出导电浆料的分散性好坏。

为了解决这些难题，我们发展了一种新的浆料分散性表征技术：核磁共振法。它通过测试浆料中溶剂的核磁信号，计算出溶剂的弛豫时间或弛豫谱，用来研究颗粒在浆料中的润湿性及分散性。核磁共振法具有非侵入性、对浆料浓度及颜色都不敏感、测量快、精度高、重复性好等优点，可以直接测量未经稀释的浆料。我们以导电浆料（导电炭黑和碳纳米管）为研究对象，利用核磁共振技术为工具，通过测量导电浆料的弛豫时间和弛豫谱，来定量地评价不同分散程度的导电浆料，揭示出炭黑颗粒和碳纳米管材料的重大差异，为导电浆料的检测和评价提供一种准确、快速、便捷的新方法。

1 实验部分：

1.1 材料与设备

三种导电炭黑颗粒，比表面积为62~67m²/g；三种碳纳米管粉体，比表面积在90~260m²/g之间；NMP溶剂；PVDF粘接剂；磁力搅拌分散设备JEIO TECH TM-18Q；分散稳定性分析仪LISICO LMR-Area（图1）。

图1 LISICO LMR-Area分散稳定性分析仪

1.2 浆料制备：

首先，制备1%浓度的PVDF溶液，将称好的PVDF粉末加入到盛有NMP溶剂的试剂瓶中，再将试剂瓶放到磁力搅拌器上充分搅拌（40℃下搅拌4小时，转速1000rpm），待PVDF粉末溶解于NMP溶剂后，得到PVDF溶液。

然后，……（下载看全文）

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