【应用实例】接触角测量仪在锂电池行业中的应用①

今天为大家展示两种锂电池负极材料碳素材料和硅基材料的亲疏水性测试。

测量对象：碳素材料和硅基材料

测量仪器：贝拓科学自主研发的DSA-X Puls 专家型接触角测量仪

其他用品：去离子水，接触角专用注射器及针头

测试温度：常温 

将去离子水座滴在样品表面，通过仪器软件的杨-拉普拉斯法拟合出样品的接触角值

 硅基材料接触角

由结果可以看出碳素材料和硅基材料的接触角都超过了150°，表面表现超疏水性，接触角测量仪可对其进行表征。

相对于石墨电极材料来说，含有疏水性锂电负极材料具有更低的制造成本、更高的循环稳定性以及能防止锂枝晶的生长，从而可以有效解决锂金属在锂离子电池上的应用难题。

在循环过程中，由于局部极化的原因，使得金属锂负极表面生长锂枝晶，当锂枝晶生长到一定程度的时候就可能穿透隔膜，引发安全问题。加之有机的电解液在最低未占用轨道和最高占用轨道有电子能隙，能级之差和和负极材料的费米能级不匹配，进而会在电解液和负极材料之间形成一层固体电解质膜，只允许锂离子通过。固体电解质膜中的锂来自正极材料，这就降低了电池的容量。在电池循环过程中，SEI膜还会不断地溶解掉，使负极材料暴露在电解液中，又会形成新的SEI膜，限制了锂电池的使用寿命。

因此在探究负极材料的亲疏水性上，接触角在此有很大的应用前景。