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    微納粒度儀助力電池材料粒度控制解決方案

    日期:2020年12月1日 11:17

    企業簡介:

    濟南微納顆粒儀器股份有限公司前身山東建材學院顆粒測試研究所,創立于1982年,專業從事顆粒測試方面的研究,先后承擔過國家“七五”科技攻關項目,山東省“八五”、“九五”科技攻關項目,秉承“發展與普及當代先進顆粒測試技術”的宗旨,在全球范圍內從事顆粒測試相關儀器的研發、生產、銷售、檢測至今已三十余年,2014年成功登陸新三板,成為上市企業。

    微納堅持技術研發為主導,先后榮獲國家重點新產品,中國首屆科技博覽會金獎,山東省科技進步三等獎,國家高新技術企業等榮譽稱號,并通過了CMC,ISO9001國際質量體系,國家科技型中小企業創新基金項目等認證驗收。公司廣泛開展研學產,任中京教授(首席研發專家)帶領的研發團隊,與山東大學,濟南大學等國內多所大學及科研機構建立長期的技術研發合作,以高等院校為依托,擁有一支高學歷和高素質的科研團隊,涵蓋了光學、電子、計算機、化工、材料等學科的專家和教授,共同推進激光粒度儀、顆粒圖像儀、在線激光粒度儀和納米激光粒度儀等產品的研發和創新,且達到了國內先進水平,為推動行業發展做出了積極貢獻。

     

         

    2014年微納成功登陸證券市場 創始人任中京教授參加敲鐘儀式

     

    微納粒度測試中心

     

    微納不斷研發產品升級,以“度萬物之微,納四海之闊”的企業精神,產品涉及三大類30多款產品,滿足客戶不同需求,廣泛應用于醫藥、電池、食品、能源、電子、礦產、軍工等行業,產品用戶涵蓋國內外的高校、研究院所、檢測機構、知名企業等。微納除濟南總部外,還在華北、華南設有直屬辦事處,在西北、西南、華東等地擁有多家合作機構,服務網絡遍布全國。同時微納在全球20多個國家和地區設立服務網絡和代理商,為全球用戶提供服務和技術支持。

     

    電池行業粒度控制:

     

    行業應用背景:

     

    近幾年,電池行業逐漸走向成熟,而伴隨著技術進步、成本降低,特別是對綠色新能源的強烈需求,應用于電動工具、電動汽車等儲能需求的鋰電池市場正在快速成長。鋰電行業正在快速增長,并對多類光學、物性檢測領域的儀器設備的需求更為強烈,要求也越來越高。對于電池材料來說,粒度、細度的大小是一項很重要的參數。

    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,與正負極材料和隔膜材料的粒度均勻性和顆粒細度(粒度分布)有極大的相關性。從大量的制漿經驗以及行業交流反饋來看,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作為關鍵質控指標。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。

     

    以鋰電池為例,特別是鋰離子電池,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10nm5mm之間。不同材料不同工藝的產品對原材料的粒徑要求也不盡相同,一般分布在1-20um范圍內。負極材料以石墨為例,當其平均粒徑為16-18um,且粒度分布較為集中時,電池有較好的初放容量及首次效率。 鋰離子電池的正極材料,粒徑D50是關鍵性的質量控制指標之一,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1-20um之間。具體指標主要受到材料種類和工藝要求的雙重限制。此外,隨著電池隔膜的厚度要求不斷提高,對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逐漸發展到亞微米甚至是納米級。隨著電池性能提高對材料的粒度要求不斷提高,激光粒度儀發揮著不可替代的作用。

     

    測試方法:

    激光衍射法

     

     

    激光衍射法的原理是 :顆粒樣品以合適的濃度分散于適宜的液體或氣體中 ,使其通過單色光束 ,當光遇到顆粒后以不同角度散射 ,由多元探測器測量散射光 。通過適當的光學模型和數學過程 ,轉換這些量化的散射數據 ,得到一系列離散的粒徑段上的顆粒體積相對于顆??傮w積的百分比 ,從而得出顆粒粒度體積分布 。

     

    使用儀器:

    Winner2000ZD系列智能濕法激光粒度儀

     

    Winner2000ZD濕法激光粒度儀采用全方位散射光探測系統,配置高靈敏度環式光電探測器,光路自動對中,測試一鍵操作,提高了測試精度又消除了人為因素的干擾誤差,保證了測試結果的準確度。

    儀器優勢:

    一鍵智能模式

    支持一鍵操作,點擊“自動測試”,按提示加入樣品后,其他所有操作自動完成。

    光路自動對中

    采用精密混合式步進電機,微動精度達到微米級別,自動對中使儀器光路始終處于最佳狀態。

    全內置分散系統

    采用自有國家發明專利(專利號:ZL. 2010 1 0533181.6)技術濕法顆粒循環裝置,集機械攪拌、超聲分散、管路循環

    于一體,整體控制協調性高,防止樣品中大顆粒的二次沉淀。

     

    樣品測試實例:

    以某企業制備的作為負極材料的石墨為例

     

     

    測試過程:

    樣品池吸水300ml,自動排氣泡;

    測試背景,背景穩定后稱取樣品加入樣品池;

    加入定量分散劑,超聲分散180秒;

    一鍵智能測試,60秒即可出結果;

     

     

    測試結果:

    石墨測試結果見下圖:可以看出此石墨試樣的中位粒徑D50是10.745微米,平均粒徑Dav12.211微米

     

     

    電池材料的粒度分布是產品的一項重要特性,及時了解和掌握這一信息,可以保證生產出質量穩定、均一、高性能的材料,從而保證電池性能的穩定性。

     

    粒度檢測服務

    濟南微納顆粒儀器股份有限公司配備了專業的粒度測試中心,測試中心配套多種粒度測試儀器,可對各種納微米狀態顆粒,如粉末、霧滴、懸濁液、混懸液、霧滴、氣霧、煙霧、氣溶膠等進行粒度分布以及粒形粒貌檢測,出具詳盡專業的測試報告,為客戶質量控制保駕護航。

     

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    所屬類別: 技術文章

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