【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料检测，具体涉及一种硅基材料碳包覆完整度的测试方法。
技术介绍
1、随着便携式电子产品和新能源交通工具的快速发展，人们对负极材料的要求越来越高。相较于传统石墨负极材料，硅基负极材料具有能量密度高、循环性能好以及安全性高等优点，因此硅基负极材料越来越受到各界的关注。
2、但是硅基材料存在较大的体积膨胀等问题，为了解决此问题，目前采用较多的是对硅基材料进行碳包覆处理，可以有效降低体积膨胀。
3、虽然碳包覆可以有效降低体积膨胀，但是如何表征碳包覆的完整度和均匀性是一个新的难题。目前，表征硅基材料表面碳包覆完整度的方法主要包括有：sem、tem、拉曼光谱等。但是这些表征方法，存在过程复杂，成本高，且只能对小部分材料进行检测，不具有代表性等问题，因此需要一种简单易操作且低成本的测试方法用以表征碳包覆的完整度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于满足实际需求，提供一种硅基材料碳包覆完整度的测试方法，该方法可以简单方便的对硅基材料的碳包覆完整度进行测试。
2、本专利技术提供了一种硅基材料碳包覆完整度的测试方法，所述方法包括：
3、将第一质量的强碱性材料以及第二质量的测试硅基材料置于反应罐进行反应，并获取检测装置输出的第一电流信息；
4、将第一质量的强碱性材料以及对比材料置于反应罐进行反应，并获取检测装置输出的对比电流信息；
5、基于所述第一电流信息和所述对比电流信息绘制测试图像，其中，所述测试图像中的横坐
6、基于所述测试图像中所述测试硅基材料对应的峰面积和峰电流值、所述对比材料对应的峰面积和峰电流值以及所述第二质量和对比材料的质量，计算所述测试硅基材料的碳包覆完整度。
7、优选地，所述对比材料包括纯碳材料和无碳包覆的对比硅基材料；基于所述测试图像中所述测试硅基材料对应的峰面积和峰电流值、所述对比硅基材料对应的峰面积和峰电流值、所述纯碳材料对应的峰面积和峰电流值、所述第二质量、所述对比硅基材料的第三质量以及所述纯碳材料的第四质量，计算所述测试硅基材料的碳包覆完整度；其中，
8、所述测试硅基材料对应的峰面积为：以所述纯碳材料对应的曲线为基线，所述测试硅基材料对应曲线与所述基线围成的面积；
9、所述对比硅基材料对应的峰面积为：以所述纯碳材料对应的曲线为基线，所述对比硅基材料对应曲线与所述基线围成的面积；
10、所述纯碳材料对应的峰面积为0。
11、优选地，在满足t＝12000/(t*v)±0.5的情况下，通过以下公式计算所述测试硅基材料的碳包覆完整度：
12、
13、其中，c为所述测试硅基材料的碳包覆完整度；s1为所述测试硅基材料对应的峰面积、s2为所述对比硅基材料对应的峰面积、s3为所述纯碳材料对应的峰面积；m1为所述第二质量、m2为所述第三质量、m3为所述第四质量；i1为所述测试硅基材料对应的峰电流值、i2为所述对比硅基材料对应的峰电流值、i3为所述纯碳材料对应的峰电流值，其中，i1<0、i2<0、i3>0；t为反应的加热时间、t为反应的加热温度、v为反应的载气流速。
14、优选地，所述将第一质量的强碱性材料以及第二质量的测试硅基材料置于反应罐进行反应，包括：
15、称取第一质量的强碱性材料置于蒸馏水中并搅拌冷却，得到强碱混合液；
16、称取第二质量的测试硅基材料置于蒸馏水和乙醇的混合溶液并搅拌冷却，得到硅基材料混合液；
17、将所述强碱混合液和所述硅基材料混合液混合均匀，得到测试分散液，将所述测试分散液置于反应罐中进行反应；
18、所述将第一质量的强碱性材料以及对比材料置于反应罐进行反应，并获取检测装置输出的对比电流信息，包括：
19、称取第一质量的强碱性材料置于蒸馏水中并搅拌冷却，得到强碱混合液；
20、称取第三质量的对比硅基材料置于蒸馏水和乙醇的混合溶液并搅拌冷却，得到对比硅基材料混合液；
21、将所述强碱混合液和所述对比硅基材料混合液混合均匀，得到对比硅基材料分散液，将所述对比硅基材料分散液置于反应罐中进行反应；
22、称取第一质量的强碱性材料置于蒸馏水中并搅拌冷却，得到强碱混合液；
23、称取第四质量的纯碳材料置于蒸馏水和乙醇的混合溶液并搅拌冷却，得到纯碳材料混合液；
24、将所述强碱混合液和所述纯碳材料混合液混合均匀，得到纯碳材料分散液，将所述纯碳材料分散液置于反应罐中进行反应。
25、优选地，所述第一质量为0.1mol、所述用于溶解强碱性材料的蒸馏水的体积为40ml、所述测试硅基材料的第二质量的范围为1g-5g、用于分散所述测试硅基材料和对比材料的蒸馏水的体积为40ml以及用于分散所述测试硅基材料和对比材料的乙醇的体积为20ml、所述对比硅基材料的第三质量的范围为1g-5g、所述纯碳材料的第四质量的范围为1g-5g。
26、优选地，所述反应罐内发生的化学反应为：
27、
28、优选地，所述反应罐与加热装置、载气控制装置、检测装置相连接；其中，所述检测装置中包括氢气传感器，所述氢气传感器基于反应生成的氢气量输出电流信息。
29、优选地，所述加热装置设置加热温度范围为60℃～90℃，加热时长范围为0.5h～5h；所述载气的载气流速范围为50sccm～1000sccm。
30、优选地，所述载气控制装置向所述反应罐输送的载气为惰性气体。
31、优选地，所述强碱性材料为氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾中的任意一种。
32、与现有技术相比，本申请具有的优点和积极效果是：
33、根据本专利技术实施例提供的硅基材料碳包覆完整度的测试方法，将强碱性材料和测试硅基材料以及将强碱性材料和对比材料置于反应罐进行反应，利用化学法反应生成氢气，然后通过检测装置检测化学反应生成的氢气，也就是说本专利技术提供的测试方法无需高温烧结，操作简单安全。此外，本专利技术提供的测试方法通过检测装置检测氢气，以电流信息来反映生成的氢气的量，然后生成测试图像，基于测试图像中测试硅基材料对应的峰面积和峰电流值、对比材料对应的峰面积和峰电流值以及所述第二质量和对比材料的质量，计算测试硅基材料的碳包覆完整度，能够直观的表现出碳包覆完整度结果，测试结果准确度更高。
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1.一种硅基材料碳包覆完整度的测试方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的硅基材料碳包覆完整度的测试方法，其特征在于，所述对比材料包括纯碳材料和无碳包覆的对比硅基材料；基于所述测试图像中所述测试硅基材料对应的峰面积和峰电流值、所述对比硅基材料对应的峰面积和峰电流值、所述纯碳材料对应的峰面积和峰电流值、所述第二质量、所述对比硅基材料的第三质量以及所述纯碳材料的第四质量，计算所述测试硅基材料的碳包覆完整度；其中，
3.根据权利要求2所述的硅基材料碳包覆完整度的测试方法，其特征在于，在满足t＝12000/(T*v)±0.5的情况下，通过以下公式计算所述测试硅基材料的碳包覆完整度：
4.根据权利要求2所述的硅基材料碳包覆完整度的测试方法，其特征在于，所述将第一质量的强碱性材料以及第二质量的测试硅基材料置于反应罐进行反应，包括：
5.根据权利要求4所述的硅基材料碳包覆完整度的测试方法，其特征在于，所述第一质量为0.1mol、所述用于溶解强碱性材料的蒸馏水的体积为40mL、所述测试硅基材料的第二质量的范围为1g-5g、用于分散
6.根据权利要求1所述的硅基材料碳包覆完整度的测试方法，其特征在于，所述反应罐内发生的化学反应为：
7.根据权利要求6所述的硅基材料碳包覆完整度的测试方法，其特征在于，所述反应罐与加热装置、载气控制装置、检测装置相连接；其中，所述检测装置中包括氢气传感器，所述氢气传感器基于反应生成的氢气量输出电流信息。
8.根据权利要求7所述的硅基材料碳包覆完整度的测试方法，其特征在于，所述加热装置设置加热温度范围为60℃～90℃，加热时长范围为0.5h～5h；所述载气的载气流速范围为50sccm～1000sccm。
9.根据权利要求7所述的硅基材料碳包覆完整度的测试方法，其特征在于，所述载气控制装置向所述反应罐输送的载气为惰性气体。
10.根据权利要求1所述的硅基材料碳包覆完整度的测试方法，其特征在于，所述强碱性材料为氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾中的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种硅基材料碳包覆完整度的测试方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的硅基材料碳包覆完整度的测试方法，其特征在于，所述对比材料包括纯碳材料和无碳包覆的对比硅基材料；基于所述测试图像中所述测试硅基材料对应的峰面积和峰电流值、所述对比硅基材料对应的峰面积和峰电流值、所述纯碳材料对应的峰面积和峰电流值、所述第二质量、所述对比硅基材料的第三质量以及所述纯碳材料的第四质量，计算所述测试硅基材料的碳包覆完整度；其中，
3.根据权利要求2所述的硅基材料碳包覆完整度的测试方法，其特征在于，在满足t＝12000/(t*v)±0.5的情况下，通过以下公式计算所述测试硅基材料的碳包覆完整度：
4.根据权利要求2所述的硅基材料碳包覆完整度的测试方法，其特征在于，所述将第一质量的强碱性材料以及第二质量的测试硅基材料置于反应罐进行反应，包括：
5.根据权利要求4所述的硅基材料碳包覆完整度的测试方法，其特征在于，所述第一质量为0.1mol、所述用于溶解强碱性材料的蒸馏水的体积为40ml、所述测试硅基材料的第二质量的范围为1g-5g、用于分散所述测试硅基...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏伟，吕慧，程鲁石，韩俊伟，汪露，杨全红，
申请(专利权)人：至微新能常州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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