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      单颗粒力学性能测试系统

      对电池材料颗粒测试压溃强度，可用于评估材料的耐压性，指导辊压工艺，且力学强度高的材料，后续的循环稳定性也会较好。 测试对象：锂电池正负极材料 测试颗粒尺寸：单颗粒粒径大小：5~50μm

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    • 材料表征

      单颗粒电化学性能测试系统

      高质量工况下动态光学成像，以接近光学衍射极限的分辨率纵览真实电池体系内部动态反应过程；超长时间连续稳定拍摄，确保在数以天计的充放电测试过程中测试数据前后定量可比；多种电化学性能测试兼容，反应活性、动力学常数、相变电位、倍率性能、空间异质性分布……多维指标，一机全测。

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    • 全固态电池制程设备->材料表征

      声学共振混合仪

      采用低频声共振混合技术，通过精密控制产生特定频率（通常在55-65Hz区间）的高强度声波振动。这种振动使混合容器内的锂电材料（无论是电极浆料、固态电解质粉末还是高粘度复合体系）作为一个整体发生剧烈的非线性“沸腾”运动，实现宏观对流与微观声流的完美耦合。60Hz配合可高达100g的加速度强度​（相当于火箭推进力的5倍），既能激发物料内部的微观涡流（微声流），又避免高频导致的空化损伤。

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    • 材料表征

      粉末电阻率&压实密度仪

      结合高精度压力控制、厚度和电阻测试系统，四探针和两探针法自由选择，精准测试粉末的电阻率和压实密度，可用于材料研发以及粉末物料批次稳定性监控。 应用：锂（钠）电正负极粉末（LCO/NCM/LFP/Graphite等）、导电剂、固态电解质粉末、其他微米级粉末材料等。

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    • 材料表征

      粉末压实密度仪

      粉末压实密度的测定一方面可作为有效指标监控粉末材料批次间差异，另一方面可作为研发材料评估及工艺优化的有效手段。应用：锂（钠）电正负极粉末（LCO/NCM/LFP/Graphite等）、导电剂、固态电解质粉末、其他微米级粉末材料等。

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    • 材料表征

      浆料电阻仪

      采用上中下三对电极测试浆料不同垂直高度的电阻率，评估不同配方浆料的导电性和随静置时间的沉降性能，助力研发进行浆料配方开发和搅拌工艺稳定性监控。 应用：锂（钠）电正负极浆料和导电剂浆料的材料评估、配方评估、沉降性能评估。

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    • 全固态电池检测解决方案->材料表征

      多维度固态电解质测试系统

      可用于材料粉末层级的综合测试。系统含有氛围保护系统、加压系统、压力测量系统、厚度测量系统、压力锁紧系统、电化学测试系统与一体化软件，可以实现在氛围保护下原位测试固态电解质或电池在不同受压过程中的压实密度与电化学性能变化。

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    • 材料表征->全固态电池检测解决方案

      固态电池高通量力电耦合测试系统

      包含温控系统、电化学性能测试与压力测试系统，可实现RT~80℃条件下的模具电池与软包电池的加压测试，载物托架层采用抽拉式设计，操作方便，可帮助客户实现不同温度下、压力与电化学测试的一体化便捷测试。

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    • 制程表征

      极片电阻仪

      结合高精度压力控制、厚度和电阻测试系统，采用双平面可控压圆盘电极电阻法测试极片的整体穿透内阻，包含涂层电阻、涂层与集流体接触电阻以及集流体电阻的总和，可用于极片配方开发和工艺稳定性监控。 应用：材料评估、工艺评估、电芯失效分析

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    • 制程表征

      极片柔韧性测试系统

      循环测试：可实现单次加压或多次往返测试； 双向测试：测试机构可90℃翻转,支持水平施压以及垂直施压两种测试场景； 离位工装：搭配裁片机和工装,保持极片制样一致性,防止因人员操作导致数据异常； 点检功能：配置第三方计量的标准厚度块&砝码,可定期对设备进行点检。

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    • 制程表征

      极片自动刮粉仪

      优化电池性能，厚涂/分层涂布极片成分分析；为极片整体性能和质量提供工艺验证或反向分析；检测SBR的上浮/异常，作为极片的常规质控项目。

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    • 制程表征

      极片迂曲度测试仪&隔膜离子电导率测试仪

      创造性解决方案： 1. 通过测试极片对称电池的 EIS 来计算极片的迂曲度； 2. 装配简单，自动化测试与分析，简化操作步骤，提高测试效率； 3. 四通道同步测试。

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    • 制程表征

      极片重量法浸润检测设备

      制程工艺评估：评估涂布速度、冷压速度等工艺参数变化后对极片浸润能力的影响； 材料浸润性能评估：评估粉料、binder等材料更换后对极片浸润性能的影响； 电解液浸润性能：评估电解液配方改变后对极片浸润性能的影响。

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    • 制程表征

      极片高度浸润测试仪

      搭载高精度视觉CCD相机与多色环形光源，可对正极/负极/复合隔膜正负极极片进行浸润检测； 大样本库AI检测的加入，增大了测试的准确性。

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    • 制程表征

      极片翻折辊压透光测试仪

      对标锂电行业前工序标准检测工艺，采用精准可控机械翻折+恒压辊压模拟量产工况，对涂布极片进行定角度、定压力折叠辊压处理。

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    • 制程表征

      裸电芯浸润重量测试仪

      面向锂电池卷芯电解液浸润性能评价而开发，本设备显著提升了测试过程的一致性与重复性。 1、自动举升平台与实时称重联动减少了人为操作差异对测试结果的影响； 2、恒定液位设计有效抑制了浮力变化带来的系统误差，使所获得的质量/时间曲线更真实地反映卷芯自身的浸润行为。

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    • 电芯原位产气表征

      原位产气体积监控仪

      多层级产气测试：材料产气 → 单层叠片电池产气 → 小软包电池产气 → 铝壳电池产气（方形或圆柱）；多个温度点调节：常温测试 → 高低温测试（RT~85℃水浴控温）；多角度产气分析：产气体积 → 产气气压 → 产气成分分析

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    • 电芯原位产气表征

      原位多通道存储产气测试系统

      原位高温存储测试，避免移动带来温度误差；扫码枪+软件数据直接记录，直接生成数据结果，便于分析；适应多通道存储。

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    • 电芯原位产气表征

      方壳&圆柱内压测试系统

      适用于圆柱电池、方壳电池，注液孔尺寸直径：>7mm；量程：2MPa；传感器精度：0.3%F.S；通道数：8通道。

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    • 电芯原位产气表征

      EOL电芯瞬时气压测试系统

      可用于测试拆解 EOL 电芯瞬时气压测试以及异常电池气压测试，反馈电池的瞬时最大气压值。采样频率 :50ms；传感器精度可达 0.3%F.S；含测试、显示、保存数据功能一体；无需插电使用，可对该仪器进行充电。

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    • 电芯原位膨胀表征

      多通道可控温电池原位膨胀分析系统

      多通道可控温电池原位膨胀分析系统CBS1400，可实现多通道原位表征消费类电池，助力消费类电池膨胀分析从而配套硬件设计。

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    • 电芯原位膨胀表征

      圆柱电池原位膨胀测试系统

      光学成像+三维重构+实时在线监控；非接触、无损；高通量检测，适配大规模生产。

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    • 电化学表征

      电化学性能分析仪

      支持电化学阻抗谱EIS，多扫速循环伏安法（CV），线性扫描伏安法（LSV），GITT/PITT/CA/CP测试。支持寿命预测基准数据，精准库伦效率，电池自放电，材料微小副反应测试。电压&电流精度高达0.01%；高达纳安级别的电流控制。

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      电池阻抗测试仪

      “工业级”电池阻抗测试与应用方案：大容量电池的阻抗测试（单次&循环测试）；电池一致性分选（异常电池筛查）；SOH快速预估（梯次利用）；电池失效分析（生产问题排查）。

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    • 电化学表征

      快速电池阻抗筛分系统

      电池一致性快速批量分选；SOH快速预估与电池梯次利用。

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    • 智慧实验室

      自动扣电组装系统

      对电池材料颗粒测试压溃强度，可用于评估材料的耐压性，指导辊压工艺，且力学强度高的材料，后续的循环稳定性也会较好。

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    • 智慧实验室

      自动对称电池组装系统

      可实现双面涂布极片的自动切割和涂层自动刮粉； 辅助人工进行电池组装； 电池自动注液、铝塑膜三边封口； 电池组装过程可溯源。

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锂电研发痛点：极片性能到底该怎么表征？

2026-05-20

 

 

 

 

锂离子电池从材料开发、中试到量产的全流程中，极片性能直接决定电芯的循环寿命、快充能力、膨胀控制与安全可靠性。当前行业普遍面临：极片涂覆均匀度差、浸润不充分导致电芯极化大、力学性能不足而引起掉粉/开裂、极片膨胀大引发电池失效等问题。如何从研发和工艺角度出发，对极片进行全维度、可量化、可追溯的表征，是行业内亟需解决的痛点。本文从导电性、浸润性和力学性 能三个维度来介绍如何更全面的评估锂电极片的好坏！

图1.极片结构示意图

图2.元能科技11种极片表征方案

 

1、极片均匀性表征

 

 

 

极片是由多种材料均匀混合后涂覆在箔材上的复合电极，其中导电剂、粘结剂以及孔隙迂曲度的分布均匀性都会影响电极性能。通常，评估均匀性要看横向和纵向两个维度，如图3所示，且需要有一个定量化的参数，在行标2021-1258T-SJ《锂离子电池极片涂覆均匀度测量方法》中，采用重量、厚度和电阻三个参数的测试相对偏差COV来定义均匀性等级，其中优秀极片的重量和厚度均匀性达到COV小于1%，电阻的均匀性达到COV小于5%，但随着锂电行业的成熟度不断提升，大多数企业的极片生产也在向更高的标准发展，可实现优秀极片的电阻均匀性达到COV小于1%。本文建议可采用横向电子电阻和离子电阻的测试可评估极片表面不同位置的导电网络均匀性，采用纵向不同深度取样的粉末热重TG测试可评估粘结剂的分布均匀性，随着行业内对该三种方法的测试数据库的积累，会逐步统一优秀极片的定义参数。

 

图3.极片横向和纵向示意图

 

图4.三种方法测试极片均匀性

 

2、极片浸润性表征

电解液浸润不充分是电芯鼓包、产气、循环差的重要诱因，随着电芯快充/闪充的市场需求，电解液浸润也是最重要的一个电芯关键参数。在电芯基础研究中，需要高精度、可重复的浸润速率数据，用于验证仿真模型，指导孔隙结构设计，而在工艺开发阶段需要快速对比不同极片、隔膜、电解液体系的浸润差异，实现材料高通量筛选；量产质量控制过程中，需要稳定、自动化的测试方法替代人工观察，实现浸润性能可量化、可追溯。围绕以上需求，元能科技提供毛细管法、重量法、高度法三类标准化表征极片浸润性的路径，分别对应极片基础研究、工艺稳定性评估、干电芯浸润时间预测，覆盖从材料到电芯的全场景。

 

图5.三种方法测试极片浸润性

 

3、极片力学性能表征

 

极片的力学性能不足，会直接导致制片、模切、卷绕、叠片过程中出现掉粉、褶皱、裂纹、分层等问题，严重影响良率与电芯安全。评估力学指标可从多维度考虑： 极片柔韧性如何？能否承受多次弯折与辊压疲劳？涂层与集流体粘结力是否足够？内聚力是否匹配？多层极片在受压下的变形、回弹、应力分布是否稳定？辊压后极片厚度反弹趋势如何？如何稳定控制目标压密？极片的膨胀性能如何？这些力学指标若靠肉眼判断，或者使用简易搭建装置，对测试的准确性和重复性会有极大影响。元能科技可针对以上力学性能的测试需求，提供五种测试方案。

1、采用实时测试极片对折弯曲过程中的应力-应变曲线来评估柔韧性，可用于分析粘结剂以及工艺参数对极片的影响。

图6.极片柔韧性测试方法

2、采用自动化极片翻折辊压以及视觉技术测试透光或掉粉程度，评估正负极极片多次对折辊压后的疲劳特性。

图7.极片翻折柔韧测试方法

3、采用精准伺服控制技术，对单层或多层极片进行压缩-卸压循环测试，分析极片在受力下的变形协调能力和结构稳定性。

图8.极片压缩性测试方法

4、采用精准位移控制技术，通过微米级定深切削，实时采集水平剪切力，以表征剥离强度及内聚力，评估电极制造工艺或粘结剂材料。

图9.极片涂层剥离强度测试方法

5、采用自适应力电调控技术，测试评估极片在组装为电池后，充放电过程的实时膨胀厚度或膨胀力。

图10.极片膨胀测试方法

 

4、总结

 

 

 

极片表征不是单纯的“设备测试”，而是围绕研发痛点与量产需求的系统性解决方案。从电子导电均匀性、离子传输效率、电解液浸润快慢、力学强度与疲劳寿命、原位膨胀行为五大核心应用需求出发，建立标准化、可量化、可对比的极片表征体系，才能真正实现材料优选、工艺稳定、电芯性能提升，支撑动力电池与储能电池高质量开发。元能科技提供一套精准可量化的评估极片综合性能的技术服务，欢迎咨询！

 

 

 

 

5、参考文献

 

1. SJT 12007-2025锂离子电池极片涂覆均匀度测量方法 - 道客巴巴

 

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当我在元能做了500张极片的刮粉

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Chemical Engineering Journal：热扩散调节与高熵策略协同诱导P2/O3混相制备高性能层状正极