專利名稱：一種測量粉體材料潤濕接觸角的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量材料的潤濕接觸角的方法，特別是涉及一種測量粉體 材料潤濕接觸角的方法。
技術(shù)背景電解液對碳材料表面的潤濕程度，會(huì)影響電解液的注液速度和注液 量、影響負(fù)極漿料的表面張力，進(jìn)而影響負(fù)極漿料在集流體上的覆箔效果； 同時(shí)，碳類材料的表面潤濕性決定著碳類材料采用油性亦或水性配方。故 評價(jià)碳材料的表面潤濕性對鋰離子電池的制作提供良好的理論依據(jù)實(shí)踐指 導(dǎo)。接觸角是潤濕性的主要判據(jù)。接觸角的定義為，液滴在固體的表面達(dá) 到平衡時(shí)，在氣、液、固三相交界處，氣液界面和液固界面之間的夾角稱 為接觸角(任俊、沈健、盧壽慈，顆粒分散科學(xué)和技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社， 2005年6月)，如圖1所示。接觸角越小，液體在固體表面的鋪展程度越 好，即潤濕性越好，當(dāng)接觸角為零時(shí)，固體表面被液體完全潤濕(Drew Myers，表面、界面和膠體，化學(xué)工業(yè)出版社，2005年1月)。接觸角越大， 潤濕性越差。目前測量接觸角的方法很多，但絕大部分均為液體對大塊固體潤濕接 觸角的測定方法，例如可以采用角度測量法和長度測量法(鄭水林，粉體 表面改性，中國建材工業(yè)出版社，2003年8月)。針對粉體顆粒在液體中 的潤濕接觸角測量，目前尚未有文獻(xiàn)報(bào)道。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是針對現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種測量粉體材料在液體 中的潤濕接觸角的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案本發(fā)明公開了一種測量粉體材料潤濕接觸角的方法，所述方法包括步a、 將粉體材料裝入下端用微孔板封閉的管狀容器中，并將粉體材料壓緊；b、 將步驟a得到的管狀容器垂直放置，使其下端與液體接觸，使液體　浸潤部分粉體層，并測定液體浸潤粉體層的高度與時(shí)間；c、根據(jù)下述公式(I)計(jì)算所述粉體材料在所述液體中的潤濕接觸角A2 一 COS^ (J)丁= 2;7其中、液體潤濕高度，cm; 。潤濕時(shí)間，秒；c。常數(shù)，對同一粉體材料的體系來說為定值；液體的表面張力，dyn/cm; 0:粉體材料的潤濕接觸角，<formula>formula see original document page 4</formula>(Ｉ)； ":液體的粘度，Pa*s。 所述公式(I)中"通過以下方法進(jìn)行測量令 <formula>formula see original document page 4</formula> (II)27使式(I)簡化為h2=kt (III)根據(jù)所述步驟a、 b所描述的方法，采用水為潤濕液體，測定不同時(shí)間 下的潤濕高度，并計(jì)算得到y(tǒng)t值，根據(jù)已知的水的粘度、表面張力及所述粉體材料在水中的潤濕接觸角 計(jì)算得到"值。優(yōu)選的，所述粉體材料為碳粉體材料。 所述管狀容器優(yōu)選為透明玻璃管。由于采用了以上技術(shù)方案，使本發(fā)明具備的有益效果在于 本發(fā)明針對粉體顆粒材料，開創(chuàng)性采用毛細(xì)上升法測量接觸角，解決 了現(xiàn)階段本技術(shù)領(lǐng)域中，對于粉體顆粒材料在液體中潤濕接觸角尚未有好 的測量方法的技術(shù)問題；本發(fā)明的方法的開發(fā)，尤其對鋰離子電池領(lǐng)域具備重要意義，可用于測量電解液對碳粉體材料表面的潤濕程度，并通過評 價(jià)碳材料的表面潤濕性對鋰離子電池的制作提供良好的理論依據(jù)及實(shí)踐指 導(dǎo)。


圖1是氣液固三相接觸角示意圖； 圖2是本發(fā)明粉體材料潤濕接觸角測量裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
稱取一定量的某粉體石墨材料，裝入下端用微孔板封閉后的玻璃管 內(nèi)，并壓緊至固定刻度，得到測量管。采用同樣的方法制備多個(gè)同一規(guī)格1)以水為潤濕液體，將測量管垂直放置，并使其下端與水接觸，如 圖2所示。將玻璃管內(nèi)的孔隙視為平均直徑為r的一束平行毛細(xì)管,則由Poiseulle 公式可得下式(張福田，分子界面化學(xué)基礎(chǔ)，上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社， 2006年6月)A2 — cr^ cos0其中^ : 〃 令f 2;;液體潤濕高度，cm; 潤濕時(shí)間，秒； 常數(shù)；液體的表面張力，dyn/cm; 粉體材料的潤濕接觸角，(。); 液體的粘度，Pa*s。;t = f!ZLC0Se 2"(I)(II)對于一定的粉體層及液體在一定的溫度下，(I)式可以簡化為/ 2=" (III) 以水為潤濕液體，將測量管垂直放置，并使其下端與水接觸。采用多 個(gè)測量管進(jìn)行測定，得到一組水浸潤粉體層的高度對時(shí)間的數(shù)據(jù)，以112對t作圖，即得一直線，由此計(jì)算該直線斜率)H直。2)采用同樣方法，以待測電解液為潤濕液體，將其中一個(gè)測量管垂直放置，并使其下端與電解液接觸，測定電解液浸潤粉體層的高度對時(shí)間的數(shù)據(jù)。
根據(jù)l)中計(jì)算得到的"值，結(jié)合以上數(shù)據(jù)由式(I)計(jì)算出該電解液對所用粉體石墨材料的潤濕接觸角為27度，該電解液對該石墨粉體材料的 潤濕性良好。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明/實(shí)用新型所作的進(jìn)一 步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明/實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對 于本發(fā)明/實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明/ 實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬 于本發(fā)明/實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種測量粉體材料潤濕接觸角的方法，所述方法包括步驟a、將粉體材料裝入下端用微孔板封閉的管狀容器中，并將粉體材料壓緊；b、將步驟a得到的管狀容器垂直放置，使其下端與液體接觸，使液體浸潤部分粉體層，并測定液體浸潤粉體層的高度與時(shí)間；c、根據(jù)下述公式(I)計(jì)算所述粉體材料在所述液體中的潤濕接觸角其中h液體潤濕高度，cm；t潤濕時(shí)間，秒；cr常數(shù)，對同一粉體材料的體系來說為定值；γ1液體的表面張力，dyn/cm；θ粉體材料的潤濕接觸角，(°)；η液體的粘度，Pa·s。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測量粉體材料潤濕接觸角的方法，其特 征在于所述公式(I)中^通過以下方法進(jìn)行測量令 "，c" (II)使式(I)簡化為/z2=^ (III)根據(jù)所述步驟a、 b所描述的方法，采用水為潤濕液體，測定不同時(shí)間 下的潤濕高度，并計(jì)算得到A值，根據(jù)已知的水的粘度、表面張力及所述粉體材料在水中的潤濕接觸角 計(jì)算得到"值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種測量粉體材料潤濕接觸角的方法， 其特征在于所述粉體材料為碳粉體材料。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種測量粉體材料潤濕接觸角的方法， 其特征在于所述管狀容器為透明玻璃管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測量粉體材料潤濕接觸角的方法，包括將粉體材料裝入下端用微孔板封閉的管狀容器中，并將粉體材料壓緊；將管狀容器垂直放置，使其下端與液體接觸，使液體浸潤部分粉體層，測定液體浸潤粉體層的高度與時(shí)間；根據(jù)公式h²/t＝crγ₁cosθ/2η計(jì)算所述粉體材料在所述液體中的潤濕接觸角。本發(fā)明開創(chuàng)性采用毛細(xì)上升法測量接觸角，可用于測量液體對粉體材料表面的潤濕程度。
文檔編號G01N13/00GK101398365SQ20071012364
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月29日
發(fā)明者駱兆軍 申請人:深圳市比克電池有限公司