蔡司X射線納米CT技術用于表征磷酸鐵鋰/碳正極材料孔隙
焦等人借助納米CT技術,探究了磷酸鐵鋰/碳正極材料孔隙三維形貌,實現對材料內部的直觀性觀察。研究過程主要包括精細樣品制備、數據采集和數據預處理等。通過軟件ImageJ,Avizo處理,實現對孔隙含量的定量計算。借助三維渲染分布圖,得知內部存在少量獨立孔隙,此類孔隙對電池容量無貢獻。
蔡司納米CT xradia射線顯微鏡
圖1、納米CT內部結構圖。
圖2。 截取的立方體閾值分割后孔隙分布圖。
不同壓實密度的磷酸鐵鋰電極片,其電化學性能也不相同。鑒于此,研究人員對四種不同壓實密度對磷酸鐵鋰/碳電極片進行CT表征,研究其孔隙的變化規律。研究結果表明,較大壓實密度下,電極內部孔隙分布更均勻。均勻的孔隙分布有利于電解液在材料內部的順利傳輸,可以充分的提高活性物質的利用率。增大壓實,孔隙率逐漸減小,較小孔徑的孔隙數量占比增多。
圖3、壓實密度分別為a) 2.1、b) 2.2、c) 2.3和d)2.4 g/cm3時,磷酸鐵鋰/碳電極片孔隙的三維空間分布圖。