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硅是地殼中含量第二豐富的元素,儲量豐富且成本相對較低。以硅為基礎開發高性能電池材料,有利于降低電池成本,推動新能源電池產業的發展,因此硅在新能源電池領域具有重要的研究意義。首先,與傳統石墨負極材料相比,硅的理論比容量更高,這意味著使用硅作為負極材料的電池,在相同質量或體積下能夠存儲更多的電能,從而提升電池的能量密度。其次,在可再生能源儲能等多個領域,硅基電池中較高的能量密度可以使儲能系統在有限的空間內存儲更多的電能,提高儲能效率。所以,近年來科研人員不斷探索新的材料制備技術、電極結構設計和電池制造工藝,力求推動硅基負極材料的發展,拓寬更多應用領域。本文為探究硅材料的抗壓性能,采用蘇州利電的粉末壓潰測試系統PMNS-100(設備圖如下所示),對相同材料不同粒徑的硅樣品進行測試。 ①測試樣品:硅; ②測試參數:粒徑大小D50:5μm;D90:10μm; 測試模式:加壓模式0-50mN,速率:1μm/s。 圖1:不同粒徑梯度下的硅樣品的應力應變曲線圖 圖2:樣品壓潰前后圖片&壓潰力散點匯總圖 由壓潰力散點圖可知,不同粒徑梯度下的硅粉末樣品在壓潰過程中表現出一定差異,取D50為5μm進行測試,Si樣品壓潰力均值為35mN左右;取D90為10μm進行測試,Si樣品壓潰力均值為43mN左右,壓潰力大小分布呈現為Si(D90)>Si(D50),可知該工藝下的Si樣品,大粒徑顆粒比小粒徑更耐壓,表現出更好的抗壓性。 顆粒的抗壓性與電芯循環穩定性、容量保持率等性能具有密切關聯,蘇州利電的粉末壓潰測試系統可以通過對顆粒的抗壓性進行表征,為硅基產品研發提供數據支持,提高產品競爭力。
