精品无码久久久久久午夜,在线v片免费观看视频

疲勞模式測(cè)試石墨單顆粒的回彈量

利電 2025-07-25 | 閱讀：359

01、前言

石墨是鋰離子電池負(fù)極材料的核心成分，其獨(dú)特的層狀結(jié)構(gòu)為鋰離子的嵌入與脫出提供了穩(wěn)定通道。作為最成熟的商業(yè)化負(fù)極材料，石墨憑借高導(dǎo)電性、低膨脹率和優(yōu)異循環(huán)穩(wěn)定性，成為動(dòng)力電池領(lǐng)域的主流選擇。石墨的層間距和晶體取向直接影響電池容量及倍率性能，目前通過(guò)球形化、表面包覆等改性工藝可進(jìn)一步提升其綜合性能。盡管硅基材料等新型負(fù)極不斷涌現(xiàn)，但石墨憑借成熟的產(chǎn)業(yè)鏈、較低成本及穩(wěn)定的電化學(xué)表現(xiàn)，仍在中高端鋰電池中占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著快充技術(shù)的發(fā)展，改性石墨材料正持續(xù)優(yōu)化以適應(yīng)更高能量密度需求。

多次加壓測(cè)試石墨的回彈量，旨在評(píng)估其在反復(fù)充放電過(guò)程中體積膨脹與收縮的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。鋰離子嵌入會(huì)引發(fā)石墨層間膨脹，而脫出后若無(wú)法有效回彈，可能導(dǎo)致顆粒破碎、導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)斷裂，加速容量衰減。通過(guò)加壓-釋放循環(huán)模擬實(shí)際工況，可量化材料抗形變能力，優(yōu)化改性工藝（如表面包覆、孔隙調(diào)控），提升電極結(jié)構(gòu)致密性，減少界面副反應(yīng)。這對(duì)延長(zhǎng)電池循環(huán)壽命、改善快充耐受性及保障高能量密度體系的安全性具有重要指導(dǎo)意義。

為探究石墨的回彈性能，本次實(shí)驗(yàn)采用蘇州利電的PMNS-100粉末壓潰測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)一款石墨進(jìn)行循環(huán)5圈的疲勞測(cè)試。

02、測(cè)試方案

①測(cè)試樣品：石墨；

②測(cè)試原理：施加小于該款石墨樣品壓潰力的壓力進(jìn)行重復(fù)加壓卸壓；通過(guò)傳感器采集到的位移數(shù)據(jù)以及壓力數(shù)據(jù)計(jì)算顆?；貜椓?。

03、測(cè)試結(jié)果分析

圖1：石墨疲勞模式下的時(shí)間-位移與時(shí)間-壓力曲線圖

圖2：每圈循環(huán)下石墨樣品壓縮與反彈量

由上圖可知道，石墨顆粒在限定上限壓力的疲勞模式下，每圈壓入深度相對(duì)于上一圈越來(lái)越小，初次壓入時(shí)，層間滑移主導(dǎo)，導(dǎo)致較大塑性變形和壓入深度。隨著循環(huán)次數(shù)增加，層間逐漸壓實(shí)，滑移阻力增大，結(jié)構(gòu)更緊密，因此，相同載荷下后續(xù)壓入深度減小。每圈反彈量也相對(duì)于上一圈越來(lái)越小，反復(fù)加載導(dǎo)致能量通過(guò)層間摩擦和微裂紋擴(kuò)展耗散。隨著疲勞損傷累積（如微裂紋或局部剝離），材料彈性儲(chǔ)能能力下降，卸載時(shí)彈性恢復(fù)（反彈量）逐漸減弱。

04、結(jié)論

石墨單顆粒在疲勞模式下的回彈量直接反映了其在鋰離子反復(fù)嵌入/脫出過(guò)程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，對(duì)鋰電池的循環(huán)壽命和安全性具有重要意義。高回彈量表明石墨顆粒能有效緩沖體積膨脹帶來(lái)的應(yīng)力，減少微裂紋生成和固體電解質(zhì)界面膜的破裂，從而抑制活性材料脫落和電解液持續(xù)分解。這種特性可顯著提升電池的庫(kù)侖效率和容量保持率，尤其在快充和低溫場(chǎng)景下，通過(guò)優(yōu)化石墨層間結(jié)構(gòu)與復(fù)合材料的協(xié)同作用，能夠平衡能量密度與耐久性矛盾，為下一代高穩(wěn)定鋰電池的設(shè)計(jì)提供關(guān)鍵理論支撐。

相關(guān)產(chǎn)品