[發(fā)明專利]粉體材料電導(dǎo)率測量方法及適用該方法的電導(dǎo)率測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710075037.0
• 申請日: 2007-06-14
• 公開（公告）號: CN101324538A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 駱兆軍;毛煥宇;肖斌;胡領(lǐng)坡
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市比克電池有限公司
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02
• 代理公司: 深圳創(chuàng)友專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 彭家恩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電導(dǎo)率的測量方法及裝置，尤其是可測量受壓狀態(tài)下粉體的 電導(dǎo)率的測量方法及裝置。

背景技術(shù)

目前，生產(chǎn)實踐中鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都采用碳材料，如人工 石墨、天然石墨、乙炔黑、中間相瀝青基碳微球(MCMB)、石油焦、碳纖 維、熱解樹脂碳等。鋰離子電池要求其負(fù)極碳材料具有良好的導(dǎo)電性能，制 造過程中在選用碳材料時往往通過測定粉體碳材料的電導(dǎo)率來判斷碳材料的 導(dǎo)電性是否符合要求。

測量粉體材料電導(dǎo)率的通常作法是將粉體壓制成一個片狀固體，然后采 用四端子法或電橋法測量該片狀固體電阻值，結(jié)合該片狀固體的面積和厚度 計算得到其電導(dǎo)率值。碳材料在電池內(nèi)是處于受壓狀態(tài)的，上述方法測量得 到的是粉體壓制成型后的電導(dǎo)率，碳材料料粒在采用上述方法測量時是處于 成型壓力撤銷后的狀態(tài)，與在電池內(nèi)的工作狀態(tài)(碳材料料粒處于受壓狀態(tài)) 是不同的，在這兩種不同狀態(tài)下材料的導(dǎo)電性也是不一樣的，測量得到的電 導(dǎo)率也是不同的。因此上述方法不能直接反應(yīng)碳材料在電池內(nèi)的受壓狀態(tài)下 的電導(dǎo)率，采用上述方法不能定量反映碳材料在電池內(nèi)的受壓狀態(tài)下的電導(dǎo) 率，所得到的測量結(jié)果只能作為定性判斷材料導(dǎo)電性的參考。而且，石墨等 粉體材料可塑性低，成型性能差，壓制成片比較困難。這也會影響采用上述 方法測量的順利進行和準(zhǔn)確程度。對選材和電池設(shè)計來說，如何測量工作狀 態(tài)下粉體的電導(dǎo)率是科研人員面臨的一個重要課題。

另外，負(fù)極材料的電導(dǎo)率只是電池體系設(shè)計時需要考慮的因素之一，負(fù) 極材料的電導(dǎo)率必須與電池的最佳壓實密度、極片厚度等因素綜合考慮。電 池壓實密度越大，負(fù)極材料的電導(dǎo)率越大。但是，壓實密度過大對鋰離子的 脫嵌過程有負(fù)面影響，對材料克容量發(fā)揮、首次放電效率和循環(huán)性能也是不 利的。如果能夠獲得粉體材料的電導(dǎo)率與材料所受壓力的關(guān)系，將為電池最 佳壓實密度的確定提供理論數(shù)據(jù)支持，將粉體材料的電導(dǎo)率與材料所受壓力 的關(guān)系和材料克容量發(fā)揮、首次放電效率、循環(huán)性能等因素結(jié)合起來綜合考 慮，指導(dǎo)電極材料配方的優(yōu)化和電池體系的整體設(shè)計。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的一個技術(shù)問題是提供一種可測量受壓狀態(tài)下粉體的電 導(dǎo)率的測量方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種粉體材料電導(dǎo)率測量方法，包括 以下步驟：

a、使被測粉體保持柱狀并向該柱狀粉體施加一定的壓力P，至該柱狀粉 體保持形狀穩(wěn)定；

b、測量此時該柱狀粉體的長度L、橫截面積S，以及柱狀粉體的電阻值 R；

c、通過以下公式：

σ＝L/(R×S)

計算該柱狀粉體的電導(dǎo)率。

采用本發(fā)明方法可以測量受壓狀態(tài)下粉體的電導(dǎo)率。壓力P可根據(jù)電池 中材料受到的壓力或設(shè)計壓力來確定。

為了獲得粉體材料的電導(dǎo)率與材料所受壓力的關(guān)系，可以在上述方法的 基礎(chǔ)上改變壓力P，測量不同壓力下材料的電導(dǎo)率。作為本發(fā)明方法的改進， 在步驟c之后進行以下步驟：

d、改變壓力P，在每一壓力值下重復(fù)步驟a、b和c，得到與各壓力P 相對應(yīng)的柱狀粉體電導(dǎo)率值σ，相應(yīng)地得出柱狀粉體電導(dǎo)率。隨壓力P變化 的關(guān)系。

壓力的改變可根據(jù)電池中材料可能受到的壓力來確定。

在本發(fā)明方法的具體實現(xiàn)形式中，步驟a可以這樣實現(xiàn)：將被測粉體置 于直筒形空腔內(nèi)，從該直筒形空腔的一端或同時從該直筒形空腔的兩端向被 測粉體施加一定的壓力P，至被測粉體保持形狀穩(wěn)定。

步驟a中從直筒形空腔的一端或同時從直筒形空腔的兩端向被測粉體施 加一定的壓力P的過程這樣實現(xiàn)：采用兩個活塞從兩側(cè)將被測粉體封堵在直 筒形空腔內(nèi)并使被測粉體保持柱狀，該兩個活塞中的一個或兩個向被測粉體 施加一定的壓力P。

兩個活塞為電阻值可知的導(dǎo)電體；步驟b中測量柱狀粉體的電阻值R的 過程這樣實現(xiàn)：采用電阻測量儀器，測量時該電阻測量儀器的兩個測試端子 分別與兩個活塞各自的遠(yuǎn)離被測粉體的一端接觸，所得電阻數(shù)據(jù)減去兩個活 塞的阻值即得柱狀粉體的電阻值R。兩個活塞的電阻值可采用四端子法或電 橋法測量獲得。