[發明專利]一種粉末顆粒破碎強度的評估方法

在審

• 申請號: 202111293762.1
• 申請日: 2021-11-03
• 公開（公告）號: CN114136817A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 齊瓊瓊;魏麗英;楊凡;王益;李希龍
• 申請（專利權）人: 元能科技（廈門）有限公司
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32;G01N9/00;G01N27/04
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 渠述華

本發明公開一種粉末顆粒破碎強度的評估方法，將電芯材料顆粒的粉末樣品振實后，對粉末樣品進行連續的加壓?卸壓循環壓縮實驗，測得施加不同壓強時粉末樣品的厚度反彈值，繪制粉末樣品的壓強?厚度反彈值關系曲線，以曲線的最高點為粉末樣品發生破碎的壓強臨界點。本發明采用對電芯材料顆粒的粉末樣品以遞增的壓力進行加壓?卸壓循環實驗，通過記錄每次施加的壓強和粉末樣品厚度，計算并繪制出壓強?厚度反彈值關系曲線，可通過曲線的最高點判定粉末樣品發生破碎的壓強臨界點，從而了解粉末的最大承受壓強，表征材料的硬度性能。

技術領域

本發明涉及電池材料特性檢測技術領域，特別是指一種粉末顆粒破碎強度的評估方法。

背景技術

鋰離子電池在充放電過程中，隨著鋰離子在負極的嵌入和脫出，會使電芯發生膨脹和收縮。過大的膨脹會造成電芯材料顆粒的破碎，嚴重影響電芯的性能。因此，準確有效地評估電芯材料顆粒的力學性能，對于保持電池質量的可靠性和一致性有著重大意義。

現有技術中，對于電芯材料顆粒的破碎強度的評估方法，是將電芯材料顆粒的粉末進行壓縮后，使用掃描電鏡分析該粉末是否破裂，這種方法成本高、操作復雜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種粉末顆粒破碎強度的評估方法，通過低成本、易操作的方式實現對粉末顆粒破碎強度的測量與評估。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：

一種粉末顆粒破碎強度的評估方法，將電芯材料顆粒的粉末樣品振實后，對粉末樣品進行連續的加壓-卸壓循環壓縮實驗，測得施加不同壓強時粉末樣品的厚度反彈值，繪制粉末樣品的壓強-厚度反彈值關系曲線，以曲線的最高點為粉末樣品發生破碎的壓強臨界點。

上述方法在具體實施時，使用壓實密度儀和粉末電阻儀，包括以下步驟：

步驟一、取電芯材料顆粒的粉末樣品倒入治具中，將治具放入壓實密度儀預先振實粉末；

步驟二、將治具放入粉末電阻儀，啟用粉末電阻儀的卸壓模式，并設置預置壓強值P₀、施壓范圍P_min~P_max、壓強步進值p和保壓時長t，開始測試；

步驟三、粉末樣品進行加壓-卸壓循環壓縮實驗，先對粉末施加壓強P₁并持續一個保壓時長t，測試得到粉末厚度L_加壓1；再降低壓強至P₀并持續一個保壓時長t，測試得到粉末厚度L_卸壓1；每經過一次加壓-卸壓過程，對粉末施加的壓強增加一個壓強步進值p，且P₁=P_min，如此循環，直至對粉末施加的壓強達到施壓范圍的最大值P_max，得到數組[P_n，L_加壓n，L_卸壓n]，n為測試的次數；

步驟四、根據步驟三中每次測試得到的數組[P_n，L_加壓n，L_卸壓n]計算厚度反彈值ΔL_n=L_卸壓n-L_加壓n（n為測試的次數），并繪制出壓強-厚度反彈值關系曲線，曲線的最高點為粉末樣品發生破碎的壓強臨界點。

所述步驟一中，粉末樣品的鋪設厚度為0.5mm。

所述步驟2中，P₀為1MPa，P_min為20MPa，P_max為200MPa，p為20MPa，t為10s。