测试锂电材料的电阻率和压实密度是评估其电化学性能、工艺可行性和最终电池性能的关键步骤。电阻率(或电导率)直接影响锂离子电池的动力学性能和能量效率,可以通过电阻率测试探究导电剂的优化方向,从而优化电子导电网络;压实密度是衡量电极或材料体积能量密度和工艺稳定性的核心参数,一方面可以作为电池体积能量密度优化的直观体现,另一方面可以通过协调压实密度来提高电极结构稳定性。通过精准测试电阻率和压实密度,可为锂电材料的研发、生产和失效分析提供关键数据支撑,最终推动高性能电池的开发。 在材料性能表征与工程化验证中,测量精度与数据重复性是评估测试方法有效性的核心指标。尤其在规模化生产场景下,需在以保证数据可靠性为前提,通过优化测试流程的复杂度以提升测试通量,从而降低人为操作引入的系统误差。本实验采用苏州利电FDM-1650系列设备,通过控制变量法,在测试中称取不同质量的粉末样品,探究样品取样量对电阻率和压实密度的影响。 ①测试样品:磷酸铁锂; ②测试参数:实验面积132.73mm2,样品量0.3g、0.5g、0.6g、0.7g、0.8g,使用FDM-1650设备施加压力,测试压强范围:10-350MPa,步进20MPa,保压10s; ③测试频次:每个样品测试一次。 表1:不同质量LFP的电阻率、压实密度对比 图1:不同质量LFP的电阻率、压实密度对比 上图表为不同质量LFP在不同压强下测试的电阻率和压实密度的对比。由上图表可以观察到,以0.6g为中心值,样品质量增减0.1g时,电阻率和压实密度的测试结果不会出现很大的偏差;当样品质量增加0.2g,或者减少0.3g时,电阻率和压实密度的测试结果会有较大偏差,五组样品压实密度的极差达到0.0587(350MPa),说明样品测试一致性差。删除偏差最大的两组数据进行对比(如下表),会发现样品的电阻率和压实密度的测试结果一致性得到提高,因此,在样品测试过程中,应该控制好样品的取样量,样品质量偏差超出一定范围的数据不建议放在一起进行比较。 表2:不同质量LFP的电阻率、压实密度对比 采用苏州利电FDM-1650系列设备对不同质量LFP在不同压强下进行测试,通过对比其电阻率和压实密度的测试结果,可以观察到样品质量偏差在一定范围内不影响测试结果的一致性。针对已明确受环境影响较小的稳定样品(如LFP),可调整其样品量控制范围,增大人员操作容错率。
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