激光粒度分析儀在鋰離子電池行業中的應用

激光粒度分析儀在鋰離子電池行業中的應用

　　鋰離子電池產業是我國“十二五”和“十三五”期間重點發展的新材料、新能源、新能源汽車三大產業中的交叉產業，出臺了支持鋰離子電池產業發展的一系列支持政策，直接帶動我國鋰離子電池產業持續高速增長。為了規范鋰離子電池產業健康穩定的發展，相關部門制定了與鋰離子電池全產業鏈相關的相關行業標準，相關電池材料的粒度分布測試是重要的測試指標之一。

　　鋰離子電池材料粒度分布要求

　　電池材料的粒度分布影響電池材料的物理和電化學性能，影響鋰離子電池的容量、能量密度、充電放電性能、循環性能和安全性能等。需要在鋰離子電池材料中檢查粒度的粉末材料主要是正極材料和原材料、陰極材料和原材料、導電添加劑、電解質、隔膜涂層材料。

　　陽極和陰極材料

　　正極材料粒子的粒徑越小，對Li的嵌入和剝離越有利，有助于提高鋰離子電池的縮放性能。同時，粒徑越小，材料的容量越高。但是，粒徑小的材料比表面積大，顆粒表面可能上升，容易復合，引起與電解質的副作用，電池內部阻力增大，充電過程中積累太多能量，溫度升高，造成安全隱患。另外，粒徑越小，材料的不可逆容量越大，電池的循環性能越差。材料中摻入幾個超大顆粒會導致極板生產過程中出現劃痕、斷裂現象，嚴重影響產品質量。

　　粒子大小較小的陰極材料個容量很大，但不可逆的容量也很大。隨著粒子大小的增加，次充電放電容量減少，不可逆容量減少。另外，粒子大小越小，對Li的嵌入和剝離越有利，有助于提高電池的縮放性能。材料中摻入幾個超大顆粒會導致極板生產過程中出現劃痕、斷裂現象，嚴重影響產品質量。

　　陽極和陰極材料原料的粒度大小影響陰極材料和陰極材料的生產過程控制和成品性能。例如，三元前體的粒度會影響三元材料的塑性時間和晶粒尺寸一致性。粒子大小越小，前驅體的塑性時間越短。粒子大小分布越窄的前體，塑料時熱量從材料表面傳遞到材料中心的時間一致性越高，粒子生長時間一致性越高，粒子大小一致性越高。碳酸鋰是正極材料的鋰源材料，粒度大小對正極材料的生產工藝和性能也有很大影響。

　　導電添加劑

　　導電添加劑粒子的粒徑太小，容易復合，不能與活性物質充分接觸，傳導作用降低。粒子大小太大，導電添加劑粒子不能嵌入活性物質，導電添加劑的傳導作用也降低。材料中摻入幾個超大顆粒會導致極板生產過程中出現劃痕、斷裂現象，嚴重影響產品質量。電解質電解質的情況下，電解質粒子的大小越均勻，電解質性能的一致性就越好。電解質是鋰離子電池的血液，擔負著鋰離子運輸的重任，質量的好壞直接影響鋰離子電池的電化學性能，對鋰離子電池的安全性能有很大影響。

　　涂膜

　　涂層膜在基礎膜的截面或兩側涂上氧化鋁、二氧化硅等粉末無機材料，提高隔膜的高溫性能、穿刺強度、親液性能等。

　　涂層材料的粒度大小及分布對涂層隔膜的性能有決定性作用。以常用的氧化鋁涂層隔膜為例，一般使用亞微米水平的相氧化鋁材料，粒徑適中、粒度均勻的氧化鋁能很好地粘合在膜表面，不堵塞膜孔，孔均勻，能提高隔膜的高溫性能和熱收縮率。提高隔膜對電解質的親和力，同時保持的機械特性，可以提高鋰電池的安全性能。氧化鋁涂層的粒徑越大，隔膜的厚度越大，隔膜的化學特性越快。

　　綜上所述，粒度分布測試已成為提高鋰離子電池性能的重要檢查手段，如果選擇高性能激光粒度分析儀，則成為研發機構、材料制造商和電芯制造商的共同需求。良好的激光粒度分析儀應具備測試結果的真實性、再現性、辯論能力、可操作性等。

　　測試結果的真實性意味著測試結果可以反映粒子的實際大小。雖然粒度測量不能參照“準確度”這個指標，但這并不意味著測量結果可以無止境地胡亂給出。測試結果的真實性是激光粒度分析儀根本的分析性能，如果不以測試結果的真實性為基礎，儀器的重復性、再現性等其他性能將失去討論的意義。

　　測試結果的再現性是對同一樣品批次進行多次取樣的測試結果的重復誤差，誤差越小，再現性越好。再現性的好壞取決于儀器獲得光能分布數據的穩定性、微光控制能力、中精度、照明及背景的穩定性、采樣器的分散性能等。只有重現性好的儀器才能可靠地評估測試樣品的粒度分布，有助于準確識別不同樣品之間的差異。

　　激光粒度分析儀的分辨力是指對儀器樣品粒徑粒子的測量分辨力和對給定粒度等級粒子含量細微變化的識別敏感性。(威廉莎士比亞、激光粒度分析儀、分析、分析、分析、分析、分析)一般來說，除了影響再現性的因素外，散射光能量分布角度和光強的準確獲取、低背景噪音的光學電子設計、高精度模塊轉換和反演計算水平都對儀器的分辨力有很大的影響。只有具有較高辯論能力的儀器才能準確識別測試樣品的細微粒徑變化。激光粒度分析儀的原理結構

　　激光粒度分析儀的可操作性意味著操作簡單，故障率低，日常維護容易。如果機器的可操作性不高，即使測試性能好，也不能有效地滿足用戶的測試要求。

　　Topsizer激光粒度分析器和Topsizer Pus激光粒子分析器是鋰離子電池行業廣泛使用的兩種高性能激光粒度分析器。范圍廣，再現性好，辨識能力強，自動化程度高，故障率低，測試結果和分析能力有保證，符合國內外、行業下游黃金標準，不僅能節省用戶開發方法及方法前的時間和費用，更重要的是還能避免因粒子檢查不允許而造成的經濟損失和風險。產品開發、過程控制、質量管理

　　測試范圍：0.02-2000m(濕)，0.1-2000m(干)

　　重復：0.5%(標準D50偏差)

　　準確度： 1%(標準D50偏差)

　　測量速度：常溫測量10秒內完成

　　感謝大家耐心看完，如果想要更多關于激光粒度分析儀的相關知識，歡迎聯系我們！