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微纳粒度仪助力电池材料粒度控制解决方案

日期:2020年12月1日 11:17

企业简介:

济南微纳颗粒仪器股份有限公司前身山东建材学院颗粒测试研究所,创立于1982年,专业从事颗粒测试方面的研究,先后承担过国家“七五”科技攻关项目,山东省“八五”、“九五”科技攻关项目,秉承“发展与普及当代先进颗粒测试技术”的宗旨,在全球范围内从事颗粒测试相关仪器的研发、生产、销售、检测至今已三十余年,2014年成功登陆新三板,成为上市企业。

微纳坚持技术研发为主导,先后荣获国家重点新产品,中国首届科技博览会金奖,山东省科技进步三等奖,国家高新技术企业等荣誉称号,并通过了CMC,ISO9001国际质量体系,国家科技型中小企业创新基金项目等认证验收。公司广泛开展研学产,任中京教授(首席研发专家)带领的研发团队,与山东大学,济南大学等国内多所大学及科研机构建立长期的技术研发合作,以高等院校为依托,拥有一支高学历和高素质的科研团队,涵盖了光学、电子、计算机、化工、材料等学科的专家和教授,共同推进激光粒度仪、颗粒图像仪、在线激光粒度仪和纳米激光粒度仪等产品的研发和创新,且达到了国内先进水平,为推动行业发展做出了积极贡献。

 

     

2014年微纳成功登陆证券市场 创始人任中京教授参加敲钟仪式

 

微纳粒度测试中心

 

微纳不断研发产品升级,以“度万物之微,纳四海之阔”的企业精神,产品涉及三大类30多款产品,满足客户不同需求,广泛应用于医药、电池、食品、能源、电子、矿产、军工等行业,产品用户涵盖国内外的高校、研究院所、检测机构、知名企业等。微纳除济南总部外,还在华北、华南设有直属办事处,在西北、西南、华东等地拥有多家合作机构,服务网络遍布全国。同时微纳在全球20多个国家和地区设立服务网络和代理商,为全球用户提供服务和技术支持。

 

电池行业粒度控制:

 

行业应用背景:

 

近几年,电池行业逐渐走向成熟,而伴随着技术进步、成本降低,特别是对绿色新能源的强烈需求,应用于电动工具、电动汽车等储能需求的锂电池市场正在快速成长。锂电行业正在快速增长,并对多类光学、物性检测领域的仪器设备的需求更为强烈,要求也越来越高。对于电池材料来说,粒度、细度的大小是一项很重要的参数。

电池能效性和安全性要求也越来越高,而这两种特性的好坏,与正负极材料和隔膜材料的粒度均匀性和颗粒细度(粒度分布)有极大的相关性。从大量的制浆经验以及行业交流反馈来看,诸如锂钴氧(LiCoO2)、锂锰氧(LiMn2O4)、锂镍氧(LiNiO2)、锂镍钴锰氧(LiNiCoMnO2)和磷酸铁锂(LiFePO4)等多种不同的正极材料,通常采用中值粒径D50作为关键质控指标。粒度和粒径分布影响着锂电池材料性能的方方面面,特别是在生产流程,粒度粒径的检测有助于试验阶段的通过/失败检测、过程控制、以及每个工厂的出货控制。

 

以锂电池为例,特别是锂离子电池,在原材料管控阶段,主要有三类电池材料需要进行粒度检测——正极材料、负极材料和隔膜材料,所需的粒径检测范围在10nm5mm之间。不同材料不同工艺的产品对原材料的粒径要求也不尽相同,一般分布在1-20um范围内。负极材料以石墨为例,当其平均粒径为16-18um,且粒度分布较为集中时,电池有较好的初放容量及首次效率。 锂离子电池的正极材料,粒径D50是关键性的质量控制指标之一,无论是磷酸铁锂电极还是其他主流锂合金氧化物电极都不例外。D50是表示粒径大小的典型值,其标准定义是累计分布百分数达到50%时对应的粒径值,又名中值粒径、中位径。电池正极对原材料的粒径要求波动范围较大,一般在1-20um之间。具体指标主要受到材料种类和工艺要求的双重限制。此外,随着电池隔膜的厚度要求不断提高,对其中添加阻燃材料的粒径要求也随之不断提高,常使用的隔膜氧化铝粒径从微米级逐渐发展到亚微米甚至是纳米级。随着电池性能提高对材料的粒度要求不断提高,激光粒度仪发挥着不可替代的作用。

 

测试方法:

激光衍射法

 

 

激光衍射法的原理是 :颗粒样品以合适的浓度分散于适宜的液体或气体中 ,使其通过单色光束 ,当光遇到颗粒后以不同角度散射 ,由多元探测器测量散射光 。通过适当的光学模型和数学过程 ,转换这些量化的散射数据 ,得到一系列离散的粒径段上的颗粒体积相对于颗粒总体积的百分比 ,从而得出颗粒粒度体积分布 。

 

使用仪器:

Winner2000ZD系列智能湿法激光粒度仪

 

Winner2000ZD湿法激光粒度仪采用全方位散射光探测系统,配置高灵敏度环式光电探测器,光路自动对中,测试一键操作,提高了测试精度又消除了人为因素的干扰误差,保证了测试结果的准确度。

仪器优势:

一键智能模式

支持一键操作,点击“自动测试”,按提示加入样品后,其他所有操作自动完成。

光路自动对中

采用精密混合式步进电机,微动精度达到微米级别,自动对中使仪器光路始终处于最佳状态。

全内置分散系统

采用自有国家发明专利(专利号:ZL. 2010 1 0533181.6)技术湿法颗粒循环装置,集机械搅拌、超声分散、管路循环

于一体,整体控制协调性高,防止样品中大颗粒的二次沉淀。

 

样品测试实例:

以某企业制备的作为负极材料的石墨为例

 

 

测试过程:

样品池吸水300ml,自动排气泡;

测试背景,背景稳定后称取样品加入样品池;

加入定量分散剂,超声分散180秒;

一键智能测试,60秒即可出结果;

 

 

测试结果:

石墨测试结果见下图:可以看出此石墨试样的中位粒径D50是10.745微米,平均粒径Dav12.211微米

 

 

电池材料的粒度分布是产品的一项重要特性,及时了解和掌握这一信息,可以保证生产出质量稳定、均一、高性能的材料,从而保证电池性能的稳定性。

 

粒度检测服务

济南微纳颗粒仪器股份有限公司配备了专业的粒度测试中心,测试中心配套多种粒度测试仪器,可对各种纳微米状态颗粒,如粉末、雾滴、悬浊液、混悬液、雾滴、气雾、烟雾、气溶胶等进行粒度分布以及粒形粒貌检测,出具详尽专业的测试报告,为客户质量控制保驾护航。

 

微纳热线:4000-1919-82  0531-88873312  

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