粉末压实测试设备的制作方法

本实用新型涉及粉末材料检测领域，具体涉及粉末压实密度的数据测试。

背景技术：

在塑料、涂料、合金、电池正极材料等粉体材料领域，压实密度是决定材料优劣的重要参考数据。其中，压实密度被看作电池正极材料能量密度的重要参考指标之一。

锂离子电池作为一种新型的绿色电源，具有能量高、自放电小、开路电压高、无记忆效应、循环寿命长、无环境污染等优点，因此被广泛应用于手机、笔记本电脑等数码电子产品。随着科技的不断进步，3C产品和智能移动终端产品的“轻薄化”发展成为必然趋势，因此对锂离子电池的比能量提出了更高的要求。

锂离子电池的比能量主要取决于正极材料的能量密度，而正极材料的能量密度的大小主要受材料克容量的发挥和本身压实密度的影响。压实密度作为锂离子电池正极材料的一个重要指标，对电池性能同样有较大的影响。

通过实验证明，压实密度与片比容量、效率、内阻，以及电池循环性能有密切的关系。确定最佳压实密度对电池的设计很重要。压实密度不仅和颗粒的大小、密度有关系，还和粒子的级配有关系，压实密度大的一般都有很好的粒子正态分布。一般在工艺条件一定的情况下，压实密度越大，电池的容量越高。

目前，压实密度使用的测试设备只具有单面标尺抵柱，测试样品过程中易产生受力不均匀，导致测试结果发生偏差。而且样品在测试中处于完全密闭状态，同时内部压力不断增大，易发生粉末泄露，从而影响测试结果的准确性。为了改善粉末压实测试的可靠性，需要一种更准确的测量设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种新型的粉末压实测试设备。通过设备的优化，减少测试误差，提高测试的准确率。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种粉末压实测试设备包括游标卡尺、压实模具、压力杆、压力表，其中，压实模具包括砧柱塞、模具腔体、标尺砥柱、模具底座。其中标尺砥柱位于压实模具的一侧，游标卡尺位于标尺砥柱的上方。

进一步，在标尺抵柱另一侧水平方向上增加一个标尺抵柱，同时增加一个上下对应的游标卡尺；实现双面标准测量，保证数据的稳定。

进一步，在模具腔体内，增加与模具腔体内径尺寸相匹配的上砧片和下砧片，用于上下固定样品，减少在测试过程中设备与粉末的直接接触，从而避免粉末扑出。

进一步，压实模具的底部设置一个排气孔，用于排出测试过程中产生的气压，从而有效减少气压过大引起的粉末扑出现象，提高测试结果的准确性。

进一步，在模具底座上增加密封圈，保持测试过程中样品的密封性，从而使粉末不向外扑出。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

（1）提高测试结果的稳定性和重现性，减少为得到准确结果而反复多次测试，节约测试时间，提高工作效率。

（2）防止出现粉体外扑现象，数据可靠性高。

（3）结构设计合理，操作容易，拆卸方便，具有实际应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为粉末压实测试设备的正视图。

图2为压实模具的结构示意图。

图3为模具腔体的剖面图。

图4为上砧片和下砧片的正视图。

图5为模具底座的结构示意图。

在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中的各标号表示：

1-游标卡尺

2-压实模具

2-1砧柱塞、2-2模具腔体、2-3-上砧片、2-4样品、2-5下砧片、2-6标尺砥柱、2-7密封圈、2-8排气孔、2-9模具底座

3-压力杆

4-压力表

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步阐述。

如图1和图2所示，一种粉末压实测试设备包括：左右两个游标卡尺（1）、压实模具（2）、压力杆（3）、压力表（4），其中压实模具（2）包括砧柱塞（2-1）、模具腔体（2-2）、上砧片（2-3）、下砧片（2-5）、标尺砥柱（2-6）、密封圈（2-7）、排气孔（2-8）、模具底座（2-9）。

具体的操作步骤如下：

1、先对设备进行校准，将压实模具放入压实测试设备内（包括上砧片（2-3）、下砧片（2-5））进行压力测试。当压力到达1KN（千牛）时，将左右游标卡尺归零，三次测试没有变化方可进行测试。

2、取干净且干燥的5cm*5cm的铝箔，称量4g（精准到0.01）待测样品，记录质量m，先把下砧片（2-5）放入模具（抛光面向上），再将称量好的样品（2-4）通过折叠铝箔放入压实模具内，要求模具内壁不沾料，左右轻轻晃动模具，使得粉末表面平整，放入上砧片（2-3）（抛光面向下），最后盖上砧柱塞（2-1）。

3、将装好样品的压实模具（2）放入压实测试设备上进行测试，压实模具（2）放在模具底座标记的中心圈内。放模具时注意模具轻拿轻放，防止模具内样品倾斜。加压测试，加压过程一定要匀速，切勿太猛，加压时间控制在30分钟左右，加压到指定的20kN压力时保持20秒，记录两个游标卡尺的数值，如果两个卡尺数值的偏差在0.03之间，取两个数值的平均值，记为样品高度h；如偏差大于0.03则需再次进行复测。

4、减压清理样品，若不出现粉体外扑现象，则数据可靠。若出现外扑现象，则需要重新测试。

5、记录测试数值，利用测试公式压实密度=求得压实密度，其中r压实模具的内径半径，本设备为5mm。将模具卸下，用酒精棉擦拭模具并吹干。

注意事项

1）严格控制温湿度

2）模具要轻拿轻放

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。