锂电池集流体中涂布层面密度检测方案(能散型XRF)

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锂电池集流体涂布层面密度测量解决方案一、应用概述锂电池极片制造中涂布质量直接影响电池性能优劣，涂布工艺最主要是控制涂布层面密度的准确度和均匀性。采用重量法检测集流体以及涂布层面密度，方法繁琐耗时，只能对于一定面积的涂布层进行检测，无法完成点与点的差异检测。先进的基本参数法是XRF镀层和涂层分析的前提条件，安科慧生第二代快速基本参数法（Fast FP2.0）结合先进数学模型（Advanced MM），胜任各类镀（涂）层样品定量分析。高灵敏度X射线荧光光谱仪PHECDA系列元素灵敏度大幅提升，结合快速基本参数法，能够快速精确分析集流体（铝箔、铜箔）厚度、涂布层面密度，为锂电池极片制作测量提供先进解决方案。二、方法原理硬件核心技术：单色化激发X射线管出射谱经全聚焦型双曲面弯晶单色化入射样品，降低由于X射线管出射谱连续散射线产生的背景干扰2个数量级以上；能量聚焦于样品一点，进一步增加SDD探测器接收样品元素荧光射线强度。软件核心技术：快速基本参数法a.对X射线整个物理过程进行精确计算b.镀（涂）层分析取决于基本参数法的完整性与精确度c.解决XRF无标定量难题，少量标样可进一步提升元素定量精度                        三、性能数据 1) 正极材料涂布层分析铝箔+LFP涂布层  图1：铝箔涂布LFP元素荧光能量谱图Items测量次数LFP涂布层（mg/cm²）Al箔集流体(mg/cm²)给定值-11.53.24次称重平均值-11.563.21HS XRF重复性测试111.46 3.16 211.47 3.15 311.51 3.14 411.51 3.15 511.47 3.18 611.48 3.16 711.48 3.17 平均值11.483.16RSD0.18%0.40%表1：铝箔涂布磷酸铁锂面密度测试结果铝箔+NCM涂布层图2：铝箔涂布NCM元素荧光能量谱图Items测量次数NCM涂布层(mg/cm²）Al箔集流体（mg/cm²)Ni(%)Co(%)Mn(%)给定值-8.44.15---4次称重平均值-8.574.05---HS XRF重复性测试18.61 4.14 49.74 4.31 5.61 28.58 4.18 49.74 4.28 5.63 38.63 4.13 49.75 4.28 5.63 48.58 4.18 49.73 4.30 5.62 58.62 4.14 49.75 4.27 5.64 68.61 4.16 49.74 4.27 5.65 78.59 4.17 49.75 4.30 5.61 平均值8.604.1649.744.295.63RSD0.23%0.53%0.010.410.24表2：铝箔涂布三元锂电池正极材料面密度测试结果2)负极材料涂布层分析图3：铜箔涂布石墨元素荧光能量谱图石墨极片面密度测试结果Items测量次数石墨涂布层（mg/cm²)铜箔集流体层(mg/cm²)给定值-5.87.284次称重平均值-5.77.25HS XRF重复性测试15.797.3125.837.3135.797.3145.707.3155.857.3165.797.3175.787.31平均值5.797.31RSD0.81%0.03%表3：铜箔涂布石墨面密度测试结果四、特点优势1、快速：单点分析时间3分钟2、精确：涂布层面密度重复性RSD＜1%3、应用范围广：铝箔涂布正极材料、铜箔涂布负极材料、隔膜材料厚度、电池包装膜层等。