隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)、便攜式電子設備和工具對電池能量密度和功率密度的要求不斷提高，電池性能的持續改進(jìn)成為研究的重點(diǎn)。

大家希望電池的充放電容量越來(lái)越大，而電池的體積則越來(lái)越小，要想做到這一點(diǎn)，有很多方案可以選擇，比如控制材料的振實(shí)密度，在眾多影響粉體的振實(shí)密度因素中，顆粒的粒度分布扮演著(zhù)至關(guān)重要的角色。本文將探討為何粒度檢測對于電池性能至關(guān)重要，并介紹如何使用激光粒度儀進(jìn)行有效的分析。

高振實(shí)密度提升鋰硫電池體積和質(zhì)量能量密度

石墨粒度檢測的重要性

研究表明，石墨顆粒大小及分布對電池多個(gè)方面有著(zhù)重要影響：

電化學(xué)性能：較細小且均勻分布的石墨顆?？梢蕴峁└玫某浞烹娞匦?、更高的庫侖效率以及更優(yōu)異的能量效率。然而，過(guò)小的顆?？赡軙?huì )導致不良效應如增加了鋰沉積的可能性，進(jìn)而降低電池性能并增加安全風(fēng)險。

快速充電能力：對于需要快速充電的應用場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，優(yōu)化石墨粒子的設計（例如通過(guò)球化處理）可以顯著(zhù)改善鋰離子插入速率，從而提升整體電池性能。

長(cháng)期穩定性：隨著(zhù)使用時(shí)間的增長(cháng)，石墨顆粒會(huì )發(fā)生膨脹現象，這可能導致電池內部結構變化，影響到長(cháng)期穩定性和循環(huán)壽命。

制造過(guò)程中的考慮：采用多層結構或特定的粒徑組合策略有助于構建更有效的孔隙網(wǎng)絡(luò )，從而降低離子電阻，促進(jìn)鋰離子擴散，進(jìn)一步增強了電池的快充能力和循環(huán)穩定性。

綜上所述，準確控制石墨顆粒尺寸及其分布不僅是提高鋰離子電池性能的關(guān)鍵因素之一，也是確保這些設備安全可靠運行的基礎。因此，在電池生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行嚴格的石墨粒度檢測顯得尤為重要。

針對鋰電行業(yè)用戶(hù)需求，我們制定了一系列實(shí)驗方案，如下。

設備信息

設備名稱(chēng)：靜態(tài)激光粒度分析儀ANALYSETTE 22 NeXT

設備廠(chǎng)家：德國飛馳(FRITSCH)

測量參數

測量時(shí)間：＜1min

顆粒折射率：1.8

吸光系數：1

液體折射率：1.33

樣品準備：

取約0.1g石墨樣品加入10mL純水中，水中添加1-2滴稀釋后的Dusazin901分散劑，攪拌均勻后放入超聲波盒預分散3min，保證液體表面無(wú)漂浮顆粒后，將樣品放到A22NeXT激光粒度儀的分散池中開(kāi)始測量。

測試結果

峰形圖（圖1）：

圖1：石墨樣品一次進(jìn)樣6次粒徑分布圖

測試數據（圖2）：

石墨樣品一次進(jìn)樣6次數據表

如圖1、2所示，樣品呈單峰分布，峰形較窄，圖中為6次測試結果，重現性較好，CV值均＜1%，遠優(yōu)于最新ISO 13320（2020）的標準。

ANALYSETTE 22 NeXT粒度儀的優(yōu)點(diǎn)：

①激光粒度分析儀測量范圍廣：0.01-3800um，可以濕法檢測懸浮液、粉末也可以干法檢測粉末顆粒。

②能夠分析體積分布、數量分布等多種數據形式；

③對于一線(xiàn)檢測工人來(lái)說(shuō)上手快，操作簡(jiǎn)單，不同人員操作測試數據都很穩定，重復性高，測量時(shí)間短、效率高。

④設備光路系統采用全封閉設計，儀器維護簡(jiǎn)單，無(wú)須任何工具，易于清洗。

⑤適用領(lǐng)域廣：醫藥醫美、礦物分析、粉末冶金、生物醫學(xué)、化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、新能源行業(yè)等。

綜上所述，粒度檢測不僅有助于理解電池材料的物理特性，還能指導電池設計和制造過(guò)程中的材料選擇和工藝優(yōu)化，從而提升電池的整體性能和安全性。因此，粒度檢測在鋰離子電池的研究和開(kāi)發(fā)中具有重要作用。