锂空气电池的设计

总述

随着手机、电子数码产品、电动汽车的普及，锂电池的性能和安全问题已经成为人们关注的焦点，而锂电池电极制造、装配等过程中的质量控制对电池性能和安全有着巨大影响。了解整个供应链中电池使用的材料和组件，可以让制造商和新技术开发人员确保最 终产品的质量，同时获得具有价值的见解，为未来的设计决策提供参考。

珀金埃尔默电池分析指南，重 点关注了当前市场主导——锂离子电池，提供了在电池制造的不同阶段使⽤不同的分析技术来检测电池性能和安全特性，包括阳极、阴极粘合剂、隔膜和电解质，不仅覆盖了从研发到QA/QC设置的广泛需求，同时提供了应用文章链接，便于您掌握所需信息、获取相关应用数据以及了解所用仪器性能，最 终为您提供电池和储能解决方案宝贵见解。

阳极分析

阳极是电池中的负极。在绝大多数电池中，石墨能够在多层之间可逆地产生锂离子，因而被用作阳极的主要材料。充满电后，石墨被“锂化”，锂离子位于石墨片之间。使用（放电）期间，电子从阳极通过电池供能的组件移动到阴极。同时为了稳定带负电的阴极，锂离子从阳极石墨片之间移动到阴极。

阴极分析

阴极是电池中的正极，在锂离子电池中充当锂离子来源。本指南无机方法将演示可检测和准确量化杂质的程序。在研发和QA/QC环境中，这将使分析师能够确保高质量阴极材料，从而在改善整体性能结果下，减少下游故障数量。

粘结剂

粘结剂存在于电池的阴阳极中。其主要目的是促进活性材料粘附到电池的集电器或隔膜上。考虑到粘结剂在电池中的重要作用，因而有必要对粘结剂进行分析。制造商和研究人员都可以通过了解粘结剂的化学、热和机械性能来获得重要见解。

电解质分析

锂离子电池中电解质的主要作用是在充电过程中将锂离子从阴极传输到阳极(放电时则为相反过程）。锂离子电池中最常用的电解质溶液是有机溶剂中的LiPF6。溶剂通常选用有机碳酸酯或其混合物。

隔膜分析

大多数传统电池都使用胶状薄膜来防止电极短路。电池制造过程中隔膜应厚度均匀且有足够的机械强度，以及化学和电化学稳定性。现在已开发出智能隔膜材料，可以在意外短路、过度充电/放电或热逃逸等情况下熔化。本指南重 点介绍聚合物隔膜，主要展示如何使用材料表征技术 (IR光谱、TGA和DSC）来获取有价值的信息。热技术将在研究结晶度和熔点等参数方面发挥重要作用，这些参数会对电池的性能和安全性产生巨大影响。

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