正極材料是決定鋰離子電池性能和成本的重要因素,，目前主流的一類電池是三元鋰電池，它是指正極材料使用鎳鈷錳酸鋰（NCM）三元正極材料的鋰電池,，相比磷酸鐵鋰電池,，三元鋰電池的綜合表現(xiàn)為平均，能量密度較高,，體積比能量也高,。在鋰離子電池正極材料研發(fā)和生產(chǎn)過程中的性能表征中，密度是需要考察的一項重要指標,。提高正極材料的真實密度,，意味著可以提高鋰離子電池的能量密度，提高電池的性能,。
 

        在本文中,，我們使用了彼奧德公司TD-2200系列真密度分析儀，對鎳鈷錳酸鋰（NCM）三元正極材料進行了密度測試分析,。TD-2200應用了氣體置換法/氣體膨脹法原理,，利用氦氣作為氣體探針，置換并填充材料孔隙和空隙中的空氣,，從而獲取材料的真實體積,，通過ρ=m/V計算出密度。氣體測密度法是的檢測材料骨架體積和真實密度的儀器,，可以完成排液法無法測定的多孔/超輕/易潮解材料,，具有不污染不破壞樣品的優(yōu)點，同時具備高的測試精度和穩(wěn)定性,。
 

鎳鈷錳酸鋰（NCM）三元材料真密度測試步驟：
1.TD-2200開機預熱：測試前,，開啟TD-2200主機。
2.取樣并稱重：取樣前,，建立先對樣品進行烘干脫水處理,。將樣品池置于萬分之一天平上稱重并去皮，取樣準確稱量,，記錄樣品質(zhì)量,。將樣品池置于樣品倉測試位。
3.設定參數(shù)：這里,，我們只需要在觸屏控制界面輸入樣品質(zhì)量和名稱,，其它參數(shù)使用儀器默認出廠參數(shù)。
4.運行分析：點擊觸控界面開始按鈕,，運行測試,。
5.重復測試：將同一樣品，在不同時間/日期下重新取樣測試,，不能在該質(zhì)量下重復測試多次的平均結(jié)果作為真實值,。測試步驟參照1～4,。
*有些品牌的儀器由于測試缺陷，需要用戶將同一樣品在同一質(zhì)量下測試5～10次,，然后取平均值,。在一些嚴謹?shù)挠脩糁校褂眠@里類儀器時不難發(fā)現(xiàn),，同一樣品在不同季節(jié)和不同時間/日期下測試結(jié)果與之前的相差甚遠,。如若僅憑單次測試就直接給出結(jié)果，可能會對電池性能造成極大影響,，使企業(yè)遭受嚴重損失,。所以，我們在進行重復性測試時,，應重新取樣測試,，這樣才不會使表征結(jié)果與真實值間產(chǎn)生較大誤差*
6.報告分析
 
三元材料真密度測試結(jié)果分析：
我們對兩種樣品分別進行了兩次取樣測試，為了驗證儀器穩(wěn)定性,，對每次取樣的樣品重復測試了3次,。結(jié)果見下表
 

        從上表中，我們可以清楚的看到每種樣品單次循環(huán)測試時,，密度和體積的實測值,。樣品1的兩次取樣測試結(jié)果中，每次測試的密度值均在3.59g/cm³范圍內(nèi),，樣品2的兩次取樣測試結(jié)果中,，每次測試的密度值均在4.74g/cm³范圍內(nèi)；而且兩種樣品,，不論是相同質(zhì)量下還是不同質(zhì)量下的密度數(shù)值和體積數(shù)值,，均僅在小數(shù)點后第三位出現(xiàn)浮動，這樣的結(jié)果*可以滿足鋰離子電池正極材料的密度表征,，同時可以看到TD-2200真密度分析儀穩(wěn)定性*,。