【摘要】 深度解析电池材料浸润性对离子迁移效率、界面阻抗及循环寿命的影响，通过接触角测试仪量化电解液渗透速率（降低10°提升30%）与膜电极水管理能力（接触角120-140°防功率骤降），助力锂电池与燃料电池安全性和寿命优化。

科学指南针接触角测试

 

电池材料的浸润性对于提升电池性能、制造质量和预防故障至关重要，如极片与电解液的浸润性，膜电极与水的浸润性等。利用接触角测试仪，表征得到接触角信息，能够帮助研发人员检验电池材料的润湿性能以避免生产缺陷，提升电池的安全性和循环寿命，从而确保电池在实际应用中的高效和安全运行。

在锂离子电池体系中，极片与电解液的浸润质量直接影响着三个关键指标：

  • 离子电迁移效率：接触角每降低10°，电解液渗透速率可提升30%以上

  • 界面阻抗特性：良好浸润可使固液界面接触电阻下降40-60%

  • 循环寿命衰减：浸润不良导致局部析锂的概率增加5-8倍

对于氢燃料电池的膜电极组件（MEA），水管理能力与材料的亲/疏水平衡密切相关。当气体扩散层接触角偏离最佳值（通常120-140°）时，水淹风险将导致电池输出功率骤降30%以上。

 

科学指南针广州实验室

 

适用材料

锂电池（正极材料、负极材料、电解液）；燃料电池（膜电极）

检测仪器

接触角/表面张力测量仪

案例展示

接触角测试结果

接触角测试结果1

 

这表明液滴在固体表面的接触角为27.902°，且左右两侧的接触角一致，说明液滴对称性良好。倾斜角度为0.00°，说明测试是在水平状态下进行的，没有倾斜。

接触角测试结果2

 

之前的测试结果为27.902°，而本次测试结果为26.766°，接触角略有下降。

  • 液体与固体表面的相互作用略有增强。

  • 固体表面的表面能略有提高。

  • 测试条件或样品状态发生了轻微变化（例如表面清洁度、温度等）。

接触角测试结果3

 

从三次测试结果来看，接触角在 26.766° - 27.902° 之间波动，变化范围较小（约1.136°）。这表明：

  • 液体与固体表面的相互作用在一定范围内稳定。

  • 可能存在轻微的测试条件变化（例如温度、湿度、液滴体积等）或样品表面状态的微小差异。

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