鋰電行業(yè)近年來正在快速增長，并對多類光學、物性檢測領(lǐng)域的儀器設(shè)備有著強烈需求。對于鋰電池的電池材料來說，粒度、細度的檢測是重要的相關(guān)參數(shù)，因而對激光粒度儀儀器廠商，鋰電行業(yè)就此成為了他們書寫市場紅利新篇章的重要筆墨。

鋰電池

粒度和粒徑分布影響著鋰電池材料性能的方方面面，特別是在生產(chǎn)流程，粒度粒徑的檢測有助于試驗階段的通過/失敗檢測、過程控制、以及每個工廠的出貨控制。對鋰電池，特別是聚焦輿論大量視線的鋰離子電池，在原材料管控階段，主要有三類電池材料需要進行粒度檢測——正極材料、負極材料和隔膜材料，所需的粒徑檢測范圍在10nm到5mm之間。

以鋰離子電池的正極材料為例，粒徑D50是關(guān)鍵性的質(zhì)量控制指標之一，無論是磷酸鐵鋰電極還是其他主流鋰合金氧化物電極都不例外。D50是表示粒徑大小的典型值，其標準定義是累計分布百分數(shù)達到50%時對應的粒徑值，又名中值粒徑、中位徑。電池正極對原材料的粒徑要求波動范圍較大，一般在1-20μm之間。具體指標主要受到材料種類和工藝要求的雙重限制。負極材料的粒徑對電池的初始放電容量和首次效率等參數(shù)有重要影響，還是以鋰離子電池為例，其負極石墨材料的平均粒徑較為集中地分布在16-18μm之間時，最為合適。電池隔膜，介于正負極材料之間，也是電池結(jié)構(gòu)重要的組成部分，其中需要添加氧化鋁等阻燃材料，這些阻燃材料的粒徑需求則呈現(xiàn)隨著隔膜層厚度不斷提升，粒徑不斷減小的趨勢，目前甚至需要達到亞微米甚至納米級的要求。

鋰電池結(jié)構(gòu)示意圖

電池的工藝特性、充放電容量、體積能量密度等重要參數(shù)都會受到電池材料粒度的影響， 而在各種粒度檢測方法中，激光粒度儀因具有操作簡便、可測顆粒數(shù)、等效概念明確、速度快、準確性好等優(yōu)點，受到鋰電市場的青睞。在激光粒度儀的各類技術(shù)指標中，“分辨能力”對于電池材料的檢測有著極為重要的意義。分辨能力是指激光粒度儀對樣品中不同粒徑之間的區(qū)分能力。這種能力對電池材料的檢測非常重要，例如，過小顆粒的石墨粉中往往具有較多的菱方結(jié)構(gòu)，用參有這種石墨材料的鋰電池，儲鋰容量就會比較小，而分辨能力高的激光粒度儀，就能較容易地檢測出石墨原材料中的菱方結(jié)構(gòu)。

激光粒度儀原理示意圖

評估激光粒度儀分辨能力的方法有很多，最常見的就是測量在已知粒徑的標準樣品中加入少量比例已知的大/小顆粒樣品，看測試結(jié)果是否能滿足真實的差異。目前在市場上，激光粒度儀的分辨能力往往從散射光能分布角度、信噪比光學電子設(shè)計、高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換及反演計算水平等角度改進。而具有高品質(zhì)高分辨率元器件、裝配工藝及算法數(shù)控優(yōu)化水平高的激光粒度儀，也越來越為鋰電行業(yè)所重視。