石墨作(zuo)為一種天然(ran)的碳材料，憑(ping)借其獨特的物理和(he)化學特性，在(zai)能源存(cun)儲(chu)領域，尤其是鋰離子電(dian)池（LiB）中(zhong)，發揮(hui)著(zhu)重要作用(yong)。石墨(mo)不僅(jin)是鋰離子電(dian)池(chi)(chi)中(zhong)最常用(yong)的負極材料(liao)，其性(xing)能還直(zhi)接關系(xi)到電(dian)池(chi)(chi)的容量、循環壽命(ming)和(he)整體效率。在電(dian)池(chi)(chi)制(zhi)造過(guo)程中(zhong)，石墨(mo)粉末的堆密度是一個關鍵(jian)參(can)數，它影(ying)響電(dian)極的填充密度以及電(dian)池(chi)(chi)的體積能量密度。

堆(dui)密(mi)度(du)是指(zhi)粉末在自然堆(dui)積狀態下(xia)的(de)(de)密(mi)度(du)，反映(ying)了材料(liao)的(de)(de)填(tian)充能力和(he)壓(ya)實性能。對于石墨粉末來說(shuo)，精(jing)確測(ce)(ce)定其堆(dui)密(mi)度(du)對優(you)化電極材料(liao)制備、提升電池性能具有(you)重要意義。一個(ge)準確的(de)(de)堆(dui)密(mi)度(du)測(ce)(ce)定結果可以(yi)幫助制造商(shang)更(geng)好地控制電極的(de)(de)體積和(he)質量，從而設計出能量密(mi)度(du)更(geng)高、循環性能更(geng)優(you)的(de)(de)電池。

石(shi)墨(mo)粉(fen)末的(de)(de)(de)(de)堆密度會受到顆粒大(da)小、形狀、表面(mian)特性(xing)等多種因素的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)，因此，開發出準確、可靠的(de)(de)(de)(de)測定(ding)方法對于石(shi)墨(mo)粉(fen)末的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量控制和(he)電池性(xing)能優化至關(guan)重要。本文科準測控小編將(jiang)介紹石(shi)墨(mo)粉(fen)末堆密度的(de)(de)(de)(de)測定(ding)方法，分析(xi)影響(xiang)堆密度的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵因素，并探討其對鋰離(li)子電池性(xing)能的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)。

 

一、測試原理

石墨粉(fen)末堆密度的測試原理是通(tong)過(guo)測量在(zai)自然堆積狀態下的粉(fen)末體積和(he)質量，從而計算出其填充密度，以評(ping)估材料的壓(ya)實性能和(he)填充能力。

二、測(ce)試相關(guan)標準

GB/T 5162-2006 《金屬粉末 松裝密(mi)度的測(ce)定方法(fa)》

ASTM B329-14 《使用(yong)Scott體(ti)積計(ji)測定(ding)金(jin)屬粉末表觀密度的標準測試方(fang)法》

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

三、測試儀器

1、萬能(neng)材(cai)料(liao)試驗機(ji) 

（注：萬能材料(liao)試驗機(ji)可搭配不同(tong)夾具做不同(tong)力學實驗）

2、試(shi)驗夾具：粉(fen)末(mo)形成試(shi)驗裝置(模具直徑 1/2英寸)

 

3、傳感器：

上部傳感器(qi):100 kN

下部傳感器:100 kN

4、試驗條件

樣品名稱(cheng)：四種不同粒徑的石墨粉末(A、B、C和D)

試驗速度(du)：5mm/min

樣品(pin)質量：稱重至1g±0.005 g

目(mu)標值：上(shang)部傳感器中高(gao)達 50 kN的試(shi)驗載荷

四、測試流程

步驟一、設備(bei)準備(bei)

安裝萬能材(cai)料(liao)試(shi)驗(yan)機，確保(bao)其(qi)配備了適用于粉(fen)末成型的試(shi)驗(yan)裝置（模具直徑(jing)為1/2英寸(cun)）。確認上下傳感(gan)器的容量均為100 kN，并校準至正常工作狀(zhuang)態。

步驟(zou)二、樣品(pin)準備

稱(cheng)量四(si)種不同粒徑的(de)石(shi)墨(mo)粉末樣品（A、B、C和D），每個(ge)樣(yang)品的質量應控(kong)制在1g±0.005 g范圍內。

步驟(zou)三(san)、裝載樣品

將1g的石墨(mo)粉末(mo)樣品均勻放入模具(ju)中，確(que)保粉末(mo)平整分布。固定(ding)好模具(ju)，避免在(zai)測試過(guo)程(cheng)中發生移位。

步(bu)驟(zou)四、設定試驗參數

在萬能(neng)材(cai)料試驗機上設定試驗速度(du)為5mm/min，并設置上(shang)部傳感器的目標加載值(zhi)為50 kN。

步驟五、開始(shi)試驗

啟(qi)動試驗(yan)機，逐步向上部傳感器施加(jia)載荷，直(zhi)至達到(dao)50 kN。在此過程中，記錄上下傳感器測得(de)的載荷(he)值。

步驟六、計算載(zai)荷平均值

通過讀取上下傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)(de)載荷(he)數(shu)據(ju)，計算(suan)上下傳(chuan)感(gan)器(qi)載荷(he)的(de)(de)平均值，作為最終的(de)(de)試驗(yan)結果。注(zhu)意，因模具壁面(mian)分散壓力(li)可能不同(tong)，需關注(zhu)不同(tong)樣品的(de)(de)測試差異。

步驟七、結果分析(xi)

比較四種不同粒徑(jing)石墨(mo)粉末（A、B、C、D）的載荷平均值，記錄(lu)和分析其(qi)壓縮性能。

 

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