激光粒度儀在電池行業(yè)中的應(yīng)用
點(diǎn)擊次數(shù):1375 更新時(shí)間:2020-04-21
激光粒度儀在電池行業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)狀
傳統(tǒng)鋰電池主要應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng),經(jīng)過多年發(fā)展,逐漸走向成熟,而伴隨著技術(shù)進(jìn)步、成本降低,特別是對(duì)綠色新能源的強(qiáng)烈需求,應(yīng)用于電動(dòng)工具、汽車、甚至是儲(chǔ)能需求的鋰電池市場(chǎng)正在快速成長。與此同時(shí),電池能效性和安全性要求也越來越高,而這兩種特性的好壞,與正負(fù)極材料和隔膜材料的粒度均勻性和顆粒細(xì)度(粒度分布)有極大的相關(guān)性。
從大量的制漿經(jīng)驗(yàn)以及行業(yè)交流反饋來看,諸如鋰鈷氧(LiCoO2)、鋰錳氧(LiMn2O4)、鋰鎳氧(LiNiO2)、鋰鎳鈷錳氧(LiNiCoMnO2)和磷酸鐵鋰(LiFePO4)等多種不同的正極材料,通常采用中值粒徑D50作為關(guān)鍵質(zhì)控指標(biāo)。不同材料不同工藝的產(chǎn)品對(duì)原材料的粒徑要求也不盡相同,一般分布在1-20um范圍內(nèi)。負(fù)極材料以石墨為例,當(dāng)其平均粒徑為16-18um,且粒度分布較為集中時(shí),電池有較好的初放容量及*效率。此外,隨著電池隔膜的厚度要求不斷提高,對(duì)其中添加阻燃材料的粒徑要求也隨之不斷提高,常使用的隔膜氧化鋁粒徑從微米級(jí)逐漸發(fā)展到亞微米甚至是納米級(jí)。隨著電池性能提高對(duì)材料的粒度要求不斷提高,激光粒度儀發(fā)揮著不可替代的作用,同時(shí)對(duì)粒度測(cè)量儀器的重復(fù)再現(xiàn)性、分辨能力提出了更高的要求。
激光粒度儀的高分辨能力在電池材料的檢驗(yàn)中,對(duì)測(cè)試樣本中少量的大顆粒或小顆粒的準(zhǔn)確識(shí)別有著重要的意義。比如說在電池材料活性物質(zhì)中如果存在少量的大顆粒,可能會(huì)對(duì)涂布、滾壓造成負(fù)面影響。如果在原材料檢測(cè)時(shí)就發(fā)現(xiàn),則可以避免后續(xù)不良品的產(chǎn)生。另一個(gè)典型的例子是粒徑過小的石墨粉在粉碎過程中更易于使其晶型結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,小顆粒石墨粉中菱形晶數(shù)量相對(duì)較多,而菱方結(jié)構(gòu)的石墨具有較小的儲(chǔ)鋰容量,使電池的充放電容量有所降低。另外顆粒直徑太小,單位重量總表面積就會(huì)很大,需要包覆材料越多,導(dǎo)致電極材料的堆積密度減小而體積能量密度下降。如果能準(zhǔn)確的對(duì)各種原材料進(jìn)行粒度測(cè)試,在一定程度上有助于預(yù)判后續(xù)產(chǎn)品性能。以上只是舉的一些顯而易見的例子,實(shí)際上電池性能的諸多方面都與正負(fù)極材料和隔膜材料等的粒徑息息相關(guān)。