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    固態電池材料孔隙率測定解決方案

    嘉峪檢測網        2024-05-29 17:12

    什么是孔隙率?

     

    孔隙率一般是指多孔材料的總孔體積占其包裹體積(總孔體積+骨架體積)的占比,若考察的對象是顆粒的集合(如粉體、大顆粒堆積體等),則孔隙率還包含顆粒與顆粒間的空隙體積??紫堵实臏y定在多個行業中都有規定和要求,比如在鋰電行業,極片的孔隙率就是一個重要測定指標。

     

    孔隙率測定方法

     

    Micromeritics 提供了多種測定孔隙率的方法,以應對不同的測試場景。

     

    (1) 真密度結合包裹密度 

     

    適合體積較大的顆粒(如直徑 >500 um)或塊狀材料等。利用 Micromeritics AccuPyc 1350 氣體比重瓶法真密度儀準確測定材料骨架密度,并利用 GeoPyc 1365 全自動包裹密度分析儀以及專利的包裹顆粒 Dryflo 測定材料包裹密度。利用骨架和包裹體積就可計算材料得到孔隙率。若結合 GeoPyc 1365 全自動包裹密度分析儀給出的振實密度,則可計算含空隙體積的孔隙率。

     

    圖1. AccuPyc 1350 和 GeoPyc 1365

     

    (2) 壓汞法/物理吸附與真密度結合 

     

    利用 Micromeritics AutoPore V 高性能全自動壓汞儀可以得到材料 3nm 至 1100um 的總孔體積或者顆粒間微米級至接近毫米級的空隙體積。利用物理吸附儀可以得到微孔至 500nm 的大孔總孔體積。結合 AccuPyc 1350 氣體比重瓶法真密度儀測試得到的骨架密度,即可計算材料包含空隙率或不包含空隙率的孔隙率。

     

    圖2. 利用壓汞法計算總孔體積

     

    (3) 壓汞法 

     

    對于體積較小的顆粒、塊狀或薄膜樣品,可利用壓汞法取代  GeoPyc 1365 全自動包裹密度分析儀去填充材料顆粒間空隙,包裹材料顆粒。AutoPore V 高性能全自動壓汞儀可以給出材料包裹密度和骨架密度(可測骨架密度材料范圍少于 AccuPyc 1350),從而計算材料的包含空隙率或不包含空隙率的孔隙率。使用壓汞法計算顆粒間空隙體積需要對材料顆粒間間隙的分布具有一定的了解,若缺少相關分布的了解,建議使用壓汞法結合真密度儀進行材料孔隙率測定。

    圖3. 壓汞法計算孔隙率

     

    結論

     

    針對不同尺寸、不同孔徑分布、不同表面物理性質的材料,Micromeritics 給出了多種測量孔隙率的方法,其中一些方法也可進一步區分孔隙率和空隙率。此外,利用 AccuPyc 1350 氣體比重瓶法真密度儀也可用以測量泡沫材料的閉孔率。

     

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    來源:Micromeritics

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