比表面测试仪 | 石墨比表面积的测试影响因素研究

比表面测试仪 | 石墨比表面积的测试影响因素研究 | 材料分析

与其他碳材料相比，石墨类材料在反应过程中具有较低的嵌锂电位，同时生成的插锂层间化合物代替金属锂负极，从而避免了金属锂枝晶的沉积, 因此安全性得以显著提高，且石墨材料来源广泛、价格便宜，是较早应用的负极材料，也是目前主流的锂离子电池负极材料。本文以石墨为例，探究影响锂离子电池负极材料比表面积的因素。

在液态锂离子电池的首次充放电过程中，电极材料与电解液在固液相界面上发生反应，形成一层覆盖于电极材料表面的钝化层。这种钝化层是Li+的优良导体，Li+可以经过该钝化层自由地嵌入和脱出，因此被称为“固体电解质界面膜”简称SEI膜。

SEI膜的形成消耗了部分锂离子，使得首次充放电不可逆容量增加，降低了电极材料的充放电效率。负极材料比表面积大小会影响SEI膜的生成，从而影响锂离子电池的性能。本文以石墨为例，探究影响锂离子电池负极材料比表面积的因素。

“GB/T 24533-2019锂离子电池石墨类负极材料^[2]”、“GB/T 38824-2020 软炭^[3]”、“GB/T30836-2014锂离子电池用钛酸锂及其炭复合负极材料^[4]”、《“硅碳”和“球形石墨”国家标准征求意见稿》等，都规定了作为锂离子负极材料的比表面积范围，详见附录。

实验部分

气体对测试结果的影响

（1）气体纯度

“GB/T 19587气体吸附BET法测定固态物质比表面积^[5]”标准中规定，吸附气体以及任何用来校定体积或载气用的氦气纯度至少为99.99%（体积分数）。必要时应干燥和净化气体。

（2）吸附质

通常沸点为约77.3K的氮气是最合适的吸附气体。有时沸点为87.27K的氩气也是一种很好的用于比表面积测量的吸附气体。

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参考文献（均可点击下载！）

[1]杨文涛. 微纳多孔硅/碳复合材料的制备及作为锂离子电池负极材料性能研究