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理論上,，硅具有10倍于碳材料的嵌鋰容量,，且價(jià)格低廉，將硅與碳制備成復(fù)合硅碳負(fù)極,，能夠把硅與碳的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),，提高鋰離子電池的能量密度,。相比傳統(tǒng)的石墨負(fù)極，目前碳硅負(fù)極被認(rèn)為是“下一代"鋰電負(fù)極材料,，各大鋰電負(fù)極制造商都已經(jīng)開(kāi)展布局碳硅負(fù)極材料,。

電極材料的比表面信息對(duì)于鋰離子電池的電化學(xué)性能、工作性能等有著重要的意義,。本文將分享硅碳負(fù)極比表面數(shù)據(jù),，對(duì)不同的負(fù)極材料一探究竟。

根據(jù)不同工藝方法制備的硅碳負(fù)極,，其比表面的大小也相差巨大,，硅碳負(fù)極顆粒的比表面可以小于1m2/g，而有些可以大于100m2/g,。Micromeritics亞太演示實(shí)驗(yàn)室近期測(cè)試了市面上某硅碳負(fù)極材料的兩種樣品,，使用Tristar II Plus比表面積與孔徑分析儀對(duì)該樣品在液氮（77K）溫度下進(jìn)行了氮?dú)馕锢砦綄?shí)驗(yàn)。

圖1：樣品1在相對(duì)壓力0.05-0.3區(qū)間的吸附等溫線(xiàn)

圖2：樣品2在相對(duì)壓力0.05-0.3區(qū)間的吸附等溫線(xiàn)

使用Tristar II Plus比表面積與孔徑分析儀分別對(duì)兩個(gè)硅碳負(fù)極樣品進(jìn)行了6輪測(cè)試,。通過(guò)77K下氮?dú)獾奈揭约霸谙鄬?duì)壓力（P/P0）為0.05-0.3范圍內(nèi)的等溫線(xiàn)數(shù)據(jù),，結(jié)合6點(diǎn)BET方法可以快速計(jì)算得到這2個(gè)樣品的BET比表面數(shù)值。

以上兩個(gè)硅碳負(fù)極樣品脫氣條件為：200度下2小時(shí)真空脫氣,。測(cè)試樣品管口徑為3/8英寸,，使用了填充棒降低樣品管背景空間以提高信噪比。

由表1可見(jiàn),，兩個(gè)硅碳負(fù)極樣品的比表面不大,，均在2左右且相當(dāng)接近。Tristar II Plus比表面積與孔徑分析儀對(duì)2個(gè)樣品分別6輪測(cè)試結(jié)果的平行性很好,，重復(fù)性很高,，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差均小于千分之五。使用77K氮?dú)馕?，在相?duì)壓力0.05-0.3的范圍內(nèi),，通過(guò)6點(diǎn)BET方法，可以很穩(wěn)定的精確計(jì)算出低比表硅碳負(fù)極材料的比表面數(shù)值,。

另外,，從等溫線(xiàn)數(shù)據(jù)可以看出，兩個(gè)樣品在相對(duì)壓力為0.1處的累計(jì)吸附量很小,，均不到0.6 cc/g（STP）,。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)相對(duì)壓力達(dá)到0.1時(shí),，微孔填充已經(jīng)達(dá)到飽和,，所以在相對(duì)壓力為0.1處較低的累計(jì)吸附量可能預(yù)示著材料不含或含有很少的微孔，結(jié)合兩個(gè)樣品較低的比表面積，粗略判斷兩個(gè)硅碳負(fù)極樣品為大孔或無(wú)孔材料,。如果需要對(duì)孔徑大小作準(zhǔn)確的判斷,，建議可以對(duì)材料做完整的吸脫附等溫線(xiàn)，從而得到完整的孔徑分布,。

在鋰離子電池研發(fā)生產(chǎn)不斷升級(jí),、更替迭代的大環(huán)境下，了解材料性質(zhì)對(duì)研究有著重要影響,，Micromeritics致力于為鋰離子電池的研究工作提供專(zhuān)業(yè)支持,，如您有相關(guān)材料需要研究或測(cè)樣，歡迎聯(lián)系我們,，與我們的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用科學(xué)家團(tuán)隊(duì)進(jìn)行交流,。

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Micromeritics 是提供表征顆粒、粉體和多孔材料的物理性能,、化學(xué)活性和流動(dòng)性的全球高性能設(shè)備生產(chǎn)商,。我們能夠提供一系列行業(yè)前沿的技術(shù)，包括比重密度法,、吸附,、動(dòng)態(tài)化學(xué)吸附、壓汞技術(shù),、粉末流變技術(shù),、催化劑活性檢測(cè)和粒徑測(cè)定。

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