石墨作(zuo)為一種天(tian)然的碳材料，憑(ping)借其獨特(te)(te)的物理和化學特(te)(te)性，在能源(yuan)存儲領域，尤其是(shi)鋰離子電池（LiB）中(zhong)，發揮(hui)著重要作(zuo)用。石墨不僅是鋰離子電池(chi)(chi)中(zhong)最常用的(de)負(fu)極材料，其性能(neng)還直(zhi)接(jie)關系(xi)到電池(chi)(chi)的(de)容(rong)量、循環壽命(ming)和(he)整體效率。在電池(chi)(chi)制造(zao)過程中(zhong)，石墨粉末(mo)的(de)堆密(mi)度是一個關鍵參(can)數，它影響(xiang)電極的(de)填充密(mi)度以及電池(chi)(chi)的(de)體積能(neng)量密(mi)度。

堆密度(du)是(shi)指(zhi)粉末在(zai)自然堆積(ji)狀態下(xia)的密度(du)，反(fan)映了材料(liao)的填充能力和壓(ya)實性能。對于(yu)石墨粉末來說，精確測定其堆密度(du)對優化電(dian)(dian)極材料(liao)制備、提升電(dian)(dian)池性能具(ju)有重要意(yi)義。一個準確的堆密度(du)測定結果可以幫(bang)助制造商更好地(di)控制電(dian)(dian)極的體積(ji)和質量(liang)，從而設計出能量(liang)密度(du)更高(gao)、循環性能更優的電(dian)(dian)池。

石(shi)墨(mo)粉末的堆密度會受到顆粒大小、形狀、表面特性等多種因素的影響，因此，開(kai)發出(chu)準確、可(ke)靠(kao)的測定(ding)方(fang)法對于石(shi)墨(mo)粉末的質量控制和(he)電池(chi)性能優化至關(guan)重要。本文(wen)科準測控小編(bian)將介紹(shao)石(shi)墨(mo)粉末堆密度的測定(ding)方(fang)法，分析(xi)影響堆密度的關(guan)鍵(jian)因素，并探討(tao)其對鋰(li)離子電池(chi)性能的影響。

 

一(yi)、測(ce)試原理

石墨(mo)粉(fen)末(mo)堆密度的測(ce)試原理(li)是通過測(ce)量(liang)在自然(ran)堆積(ji)狀態下(xia)的粉(fen)末(mo)體積(ji)和質量(liang)，從而計算(suan)出其填充密度，以評估(gu)材料的壓實性(xing)能和填充能力(li)。

二、測試相關標準

GB/T 5162-2006 《金(jin)屬粉末 松裝密度(du)的測定方(fang)法》

ASTM B329-14 《使用Scott體積計(ji)測定金屬粉(fen)末表觀密度的(de)標準測試(shi)方(fang)法》

ISO 3923-1:2018 《金屬(shu)粉末表觀密度的(de)測定 第1部分：漏斗法》

三、測試儀器

1、萬能材料(liao)試驗機 

（注：萬(wan)能材料試驗(yan)機(ji)可搭配不(bu)同夾具做不(bu)同力學實驗(yan)）

2、試驗(yan)夾具(ju)：粉末形成(cheng)試驗(yan)裝置(模具直徑(jing) 1/2英(ying)寸)

 

3、傳感器：

上(shang)部傳感器:100 kN

下(xia)部傳感器:100 kN

4、試(shi)驗條(tiao)件

樣品名稱：四種不(bu)同粒徑的石墨粉末(A、B、C和(he)D)

試驗速度：5mm/min

樣品質量：稱重(zhong)至1g±0.005 g

目標(biao)值：上部(bu)傳(chuan)感(gan)器中高達 50 kN的試(shi)驗載荷

四、測試(shi)流程

步(bu)驟一、設備準備

安裝(zhuang)萬能材料試驗(yan)機，確保(bao)其配備(bei)了適用于(yu)粉(fen)末成型的試驗(yan)裝(zhuang)置（模具直徑(jing)為(wei)1/2英寸(cun)）。確認上下傳感(gan)器的容量(liang)均為100 kN，并校準至正常工作狀態。

步(bu)驟二、樣品(pin)準備

稱量四種不同粒徑的石(shi)墨粉末樣品（A、B、C和D），每(mei)個樣品(pin)的質量應控制(zhi)在1g±0.005 g范圍內。

步驟(zou)三(san)、裝(zhuang)載樣(yang)品

將1g的石墨粉(fen)末樣品均勻放入模具(ju)中，確保(bao)粉(fen)末平整分布(bu)。固定好模具(ju)，避免在測試過(guo)程中發生移位。

步驟四(si)、設(she)定試驗參數

在萬能(neng)材料試驗機(ji)上設定試驗速(su)度為5mm/min，并設(she)置(zhi)上部傳(chuan)感(gan)器的目標加載值(zhi)為50 kN。

步驟五(wu)、開始試(shi)驗

啟動(dong)試驗機(ji)，逐步向上部傳感(gan)器施加載荷，直至達到50 kN。在此(ci)過程(cheng)中(zhong)，記錄上下傳(chuan)感器測(ce)得的載荷值(zhi)。

步(bu)驟六(liu)、計算載(zai)荷平均值(zhi)

通過讀(du)取上(shang)下傳(chuan)感器的載荷(he)數據，計(ji)算上(shang)下傳(chuan)感器載荷(he)的平均值(zhi)，作為(wei)最(zui)終的試驗結果。注意，因模具壁面分(fen)散壓力可能不同，需關注不同樣品的測試差(cha)異。

步驟七(qi)、結果分析

比(bi)較四(si)種(zhong)不(bu)同(tong)粒(li)徑(jing)石墨粉末(mo)（A、B、C、D）的載荷平(ping)均值，記錄(lu)和分析其壓縮性能。

 

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