- 粒度分布（D50、D90）
- 檢測方法：激光粒度分析儀（濕法/干法）
- 標準依據：GB/T 19077-2016
- 重要性：影響電極涂布均勻性，D50過大會導致極片粗糙，D90超標引發短路風險
- 比表面積（BET）
- 氮氣吸附法測定（ASTM D3663）
- 正常范圍：0.3-0.8 m²/g
- 關聯性：比表面積過高導致電解液分解加劇，過低影響鋰離子擴散速率
- 振實密度
- 振實密度儀測定（GB/T 5162-2021）
- 控制范圍：≥2.2 g/cm³（NCM材料）
- 工程意義：高振實密度可提升極片壓實密度，增加體積能量密度
- 形貌分析
- SEM觀測顆粒形貌及團聚情況
- TEM分析單晶/多晶結構
- 缺陷識別：表面裂紋、孔洞等微觀缺陷檢測
- 主元素含量（Ni/Co/Mn摩爾比）
- ICP-OES精準測定（誤差≤0.5%）
- 控制要點：Ni含量波動直接影響克容量（±1%導致容量變化5-8mAh/g）
- 雜質元素分析
- ICP-MS檢測Na、Ca、Fe等金屬雜質（要求＜50ppm）
- 硫、氯離子檢測（IC法，控制＜100ppm）
- 磁性異物：鐵含量≤10ppm（磁選法+原子吸收光譜）
- 鋰含量測定
- 火焰原子吸收光譜法（GB/T 20252-2014）
- 控制范圍：化學計量比Li/(Ni+Co+Mn)=1.00±0.03
- 偏差影響：鋰過量導致殘堿升高，不足引發容量衰減
- 水分含量
- 卡爾費休法測定（GB/T 6283-2008）
- 嚴苛標準：NCM成品≤500ppm，前驅體≤2000ppm
- 水分超標危害：電解液分解產氣，SEI膜異常生長
- 首次充放電效率
- 半電池測試（金屬鋰為對電極）
- 典型值：≥88%（0.1C倍率下）
- 劣化成因：陽離子混排、表面殘堿導致副反應
- 克容量測試
- 電壓窗口3.0-4.3V vs Li+/Li
- 標準要求：≥180mAh/g（NCM622）
- 衰減機制：循環過程中相變、顆粒破裂導致活性物質損失
- 倍率性能
- 測試范圍：0.2C-5C放電容量保持率
- 合格標準：3C容量≥0.2C的80%
- 影響因素：顆粒尺寸分布、導電劑分散性
- 循環壽命
- 全電池測試（石墨負極）
- 行業標準：1C循環1000次容量保持率＞80%
- 失效模式：晶格結構坍塌、電解液消耗、界面阻抗增大
- 熱穩定性分析
- DSC/TGA聯用檢測（升溫速率5℃/min）
- 關鍵參數：放熱起始溫度＞200℃
- 熱失控機理：晶格釋氧引發電解液燃燒
- 殘堿含量
- 酸堿滴定法測定表面LiOH/Li2CO3
- 控制指標：≤5000ppm（經水洗處理）
- 殘留危害：產氣脹氣、加速電解液分解
- 壓實密度測試
- 壓力范圍：2-4噸/cm²
- 目標值：3.4-3.6g/cm³（NCM系）
- 工程平衡：高密度提升容量但降低離子傳輸速率
- 循環膨脹率
- 原位厚度監測（100次循環膨脹＜10%）
- 膨脹根源：鋰嵌入/脫出導致晶格體積變化
- 共沉淀過程控制
- pH值在線監測（±0.05精度）
- 氨濃度控制（0.5-1.5mol/L）
- 陳化時間優化（4-8小時）
- 結晶度分析
- XRD測定晶體結構
- 特征峰：α-Ni(OH)?與β-Ni(OH)?相含量比
- 振實密度優化
- 前驅體控制值：1.6-1.8g/cm³
- 工藝關聯：反應釜攪拌速率影響顆粒致密性
- 金屬雜質溯源
- 原料硫酸鹽純度檢測（≥99.9%）
- 生產設備金屬析出監控（不銹鋼材質316L）
材料實驗室
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