引言

3 月 5 日，比亚迪正式发布第二代刀片电池及闪充技术。该电池可实现 9 分钟将电量从 10% 充至 97%，搭载此电池的腾势 Z9GT 续航里程高达 1036 公里。其核心材料体系采用磷酸锰铁锂与硅碳复合材料，其中硅碳复合材料凭借 3500–4200 mAh/g 的超高理论比容量，成为驱动锂电池技术迭代升级的核心材料之一。

为什么需评价硅碳负极的抗压性能？

硅碳负极在充放电过程中体积膨胀明显，易出现粉化现象，进而影响电池循环寿命。提高硅碳负极的抗压性能，使其能够承受体积膨胀带来的应力、维持电极结构稳定，是解决硅基负极应用瓶颈的关键之一。当前行业主流技术路径为优化材料结构、成分配比与制备工艺，而硅碳负极颗粒的抗压强度，则是评价材料改性与优化效果的核心指标。

岛津MCT系列微小压缩试验机凭借高精度测量能力，可精准表征材料改性前后单颗粒的抗压性能与形变特性，为硅碳负极的性能提升提供关键数据支撑。

MCT微小压缩试验机

硅碳负极颗粒的抗压性能测试难点在哪？

在实际产品的研发和品控过程中，精准测试硅碳负极颗粒的抗压性能颇具挑战：

o 颗粒尺寸微小：硅碳颗粒粒径普遍在50微米以下（常见5~20μm），常规测试仪器难以精确地测量颗粒的尺寸和变形尺寸。

o 部分颗粒存在二次破裂现象：不同工艺制备的硅碳颗粒在抗压测试中，并非直接压溃，而是先产生裂纹，随试验力增大后完全失效。为精准判定颗粒的抗压失效点，设备需完整记录从裂纹萌生至最终压溃的全过程力学曲线。

o 颗粒能承受的破坏力水平极低：硅碳颗粒能承受的抗压强度通常在μN-mN之间，微小载荷下的强度测量极易出现偏差。

o 测试场景复杂，需兼顾多维度需求：为尽可能模拟实际工况，测试过程需要精准记录压缩全部影像，以便观察颗粒破碎过程，常规仪器无法实现实时观测与数据同步采集。

岛津方案：精准测试颗粒破裂点，筑牢硅碳负极质量防线

硅碳负极测试的核心难点，对仪器提出了严苛要求：需配备高精度位移与力值传感器，具备mN 级力值、μm 级形变的微小颗粒抗压测试能力。岛津 MCT 系列微小压缩试验机已深度服务锂电行业众多龙头企业，凭借精准、稳定、高效的核心优势，完美适配硅碳负极颗粒的抗压强度测试需求。

MCT系列微小压缩试验机特点

应用案例：硅碳材料颗粒MCT抗压强度测试

参考《GB/T 43091-2023 粉末抗压强度测试方法》测试标准，使用岛津MCT-211微小压缩试验机对硅碳颗粒进行压缩强度测试。硅碳颗粒经乙醇分散后，取适量至于洁净样品台上，待乙醇溶液挥发后进行测试。

试验结果

通过正向显微镜可观察和记录颗粒压缩前后的图像，可看出，压缩前的硅碳颗粒基本呈球形。

硅碳颗粒压缩前后对比图（正向CCD观测）

下图试验力-压缩位移曲线图（左），通过曲线可以看到明显的拐点，该拐点对应的载荷就是硅碳颗粒被压溃时的试验力，7组样品的抗压强度平均值为383MPa。分析压缩强度-粒径直径曲线（右），数据点的离散越小，抗压强度Cs（偏差系数）的偏差越小，说明硅碳颗粒的抗压性能越稳定，颗粒的稳定性较好。

硅碳颗粒试验力-压缩位移曲线图（左）、压缩强度-粒径直径曲线（右）

不同工艺制备的硅碳颗粒，其抗压性能存在一定差异。部分颗粒会出现二次压溃，在试验力-压缩位移曲线图中呈现多个破裂平台（如下图）。微小的试验力变化，可被岛津超高精度载荷控制的MCT精准捕捉，完整记录颗粒从出现裂纹、半压溃到完全破裂的试验力-位移变化曲线。

硅碳颗粒试验力-压缩位移曲线图

搭配侧向观察附件，可实时记录颗粒测试全过程的图像变化，并能与试验力压缩位移曲线精准对应。

硅碳颗粒破裂过程影像（左）；硅碳颗粒试验力-压缩位移曲线图（右）

点击查看视频：https://mp.weixin.qq.com/s/XdVCxWQZ8wtkgkgfW186Sw

结语：以精准测试，赋能锂电产业高质量发展

硅碳负极的质量稳定离不开精准测试技术的支撑，岛津MCT系列微小压缩试验机，依托扎实的头部客户基础、高测量精度、稳定可靠的性能、丰富的应用经验，为硅碳负极材料研发与质控提供强力保障。岛津始终致力于为锂电行业提供更优质的分析测试解决方案，助力企业突破技术瓶颈，推动新能源电池产业迈向更高质量的发展阶段。

应用详情请扫描下方二维码下载：

撰稿人：朱蓉

本文内容非商业广告，仅供专业人士参考。