《储能材料与器件分析测试技术》课件-碳含量测试与分析

碳含量测试与分析碳含量（一）碳含量对电池性能的影响为什么要测磷酸锂铁中的碳含量？01影响电子导电性磷酸铁锂本身电子导电性较差，而碳元素的存在可以显著改善这一情况。在磷酸铁锂材料中，碳可以作为一种导电网络，提高电子在材料中的传导速率。碳含量（一）碳含量对电池性能的影响为什么要测磷酸锂铁中的碳含量？02影响锂离子扩散速率碳元素的分布和含量对锂离子在磷酸铁锂晶格中的扩散速率有影响。合适的碳含量可以为锂离子提供更有利的扩散通道，减少锂离子扩散的阻力。碳含量（一）碳含量对电池性能的影响为什么要测磷酸锂铁中的碳含量？03影响材料的振实密度碳元素的含量和存在形式会影响磷酸铁锂材料的振实密度。振实密度与电池的能量密度密切相关，较高的振实密度意味着在相同体积下可以容纳更多的活性物质，从而提高电池的能量密度。碳含量（一）碳含量对电池性能的影响为什么要测磷酸锂铁中的碳含量？04影响合成工艺优化在磷酸铁锂的制备过程中，碳源的选择和添加量是重要的工艺参数。通过测定碳元素含量，可以评估不同合成工艺条件下碳的掺杂效果，从而优化合成工艺。碳含量（一）碳含量对电池性能的影响为什么要测磷酸锂铁中的碳含量？05质量控制与产品性能稳定性对于磷酸铁锂正极材料的生产，精确测定碳元素含量是质量控制的关键环节。产品中碳元素含量的一致性直接关系到电池性能的稳定性。因此，精准检测其碳元素，对确保电池的性能符合预期，避免因杂质元素超标而导致的电性能变差，尤其是容量及高温循环性能的下降有着重要的意义。碳含量（一）碳含量对电池性能的影响为什么要测磷酸锂铁中的碳含量？IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII磷酸锂铁中碳元素的测定参照《YS/T1028.4-2015磷酸铁锂化学分析方法第4部分：碳量的测定高频燃烧红外吸收法》碳含量（一）碳含量对电池性能的影响碳含量对电池性能的影响：01充放电性能电池正极材料中的碳含量降低，导电性能变差，从而影响电池的充放电性能。02循环寿命和电池容量以磷酸铁锂为例，碳包覆量过低，材料导电性能差，电池内阻偏高，会降低循环性能和电池容量。碳包覆量过高，材料易团聚、极片加工困难，且涂布不均匀等。碳含量（二）高频红外碳硫分析仪HCS140-组成部分及原理仪器主机正面图11123456791014131817161581、板极电流表

2、栅极电流表3、炉头清扫气缸4、炉头5、炉头加热环6、石英坩埚托7、坩埚托架8、检测系统电源开关9、升降按钮10、排灰/清扫按钮11、高频炉电源开关12、分析气脱水剂13、氧气净化脱水剂14、氧气净化、

CO2吸收剂15、炉头压力表16、吹氧流量17、

分析气流量计18、燃烧压力表认识高频红外碳硫分析仪碳含量（二）高频红外碳硫分析仪HCS140-组成部分及原理组成部分：自动恒压供氧装置、高频感应炉、红外检测器及计算机测控系统组成。HCS系列红外碳硫分析仪结构框图高频红外碳硫分析仪HCS-140碳含量（二）高频红外碳硫分析仪HCS140-组成部分及原理原理01利用CO2对红外线具有选择性吸收这一原理（CO2最大吸收波长：4.25μm）当试样开始燃烧后，生成的CO2随氧气进入测量池，对红外光产生吸收，探测器接收到的红外光强度随CO2浓度的增加呈指数衰减（T＜100%）。碳含量（二）高频红外碳硫分析仪HCS140-组成部分及原理原理02CO2对红外线的吸收服从光的吸收定律朗伯-比尔定律朗伯-比尔定律：当一束单色光穿过透明介质，光强降低同入射光的强度、吸收介质的厚度及光路中吸光微粒的数目成正比。A：吸光度，Ι0：入射光强度，It：透射光强度，K：吸收系数，C：CO2，L：气体光径长度碳含量（三）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试参数碳含量（四）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试流程01仪器准备02系统矫正03系数矫正04测试及关闭碳含量（四）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试流程01仪器准备按“电源”键开机预热30min，开启高频炉预热20min，同时校正天平。清除石英燃烧管及炉头过滤网灰尘。检查干燥剂和吸收剂是否变色并更换；打开氧气瓶开关，调节氧气减压阀保持0.40～0.50Mpa。碳含量（四）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试流程01仪器准备操作要点：CO2吸收剂颗粒失效后由紫色变玫红色；干燥剂颗粒失效后由黄色变红色；氧气总压≤1.0Mpa时需更换氧气瓶。碳含量（四）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试流程02系统矫正系统校正吹氧检漏排尘1minA、打开桌面“DK碳硫分析高频炉”软件，系统诊断窗口吹氧检漏，吹氧流量为1.0-2.0L/min，炉头压力表指针指示到0.07MPa以上；B、取消吹氧，系统压力表指针停在某一位置不下跌表示系统不漏气；C、排尘一分钟，按“升降”键降下炉头后按“排尘”键手动排尘，关闭系统诊断窗口。吹氧流量为1.0-2.0L/min炉头压力0.07MPa碳含量（四）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试流程03系数校正测试空白放置一个干燥洁净的空坩埚于坩埚托上，按“升降”键，炉头合上，软件重量处理窗口增加默认质量为1.0000g，点击F1开始分析，观察基线状况。操作要点：空白测试，碳含量≤0.002%时方可进行正常测试。碳含量（四）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试流程03系数校正标样校正A、称量约0.1g标样，按键盘上“F5”质量自动输入软件，均匀加入1.5～1.6g多元助熔剂，

开始分析；B、用三次标准样测试结果单点校正“碳校准系数”，待校正完毕后，重复测试三次标准样品作为验证，验证结果为标样碳含量±0.02%，为正常波动范围。操作要点：测试后的坩埚温度极高，须小心烫伤。碳含量（四）高频红外碳硫分析仪HCS140-测试流程04测试及关闭测试称量约0.1g样品，按“F5”质量自动输入软件，均匀覆盖1.5～1.6g多元助熔剂，将坩埚放置坩埚托，合上炉头，按F1开始分析；数据处理及关闭仪器碳含量（