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5G基站锂电大战拉幕，激光粒度分析仪成强大助力

2021.7.28

进入三月份，新一轮5G网络建设招标重新启动。相比较于4G基站，5G网络使用频次增加，基站覆盖范围变小，5G基站数量为4G的2-3倍，通信基站储能设施的巨大需求再次搅动蓬勃发展的锂电池市场。
近日，中国移动发布了6.102亿Ah通信用磷酸铁锂电池产品的采购招标大单，将应用于除铁塔以外5G基站磷酸铁锂电池产品的消耗。同时，据GGII保守预计，2020年新建及改造的5G基站需求量将达到10GWh，整体5G通信基站将带动155GWh以上锂电池需求。
锂电行业增长爆发之际，对于多类用于其质量控制的物性检测光电仪器设备同样需求强烈。就锂电池所用到的正负极和隔膜材料来说，其粒度的检测是至关重要的，欧美克性能性价比高的激光粒度分析仪器将助力锂电行业抗击质量风险，提高产品附加值！

一、激光粒度分析仪在电池行业应用

随着应用于新能源汽车、电动工具、甚至是储能需求的锂电池市场快速成长，对于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（粒度分布）和颗粒细度有极大的相关性。在各种粒度检测方法中，激光粒度分析仪因具有操作简便、可测颗粒数量高、等效概念明确、速度快、重现性好等优点，受到锂电池市场的青睐。
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。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，以分布在1-20μm范围内居多。负极材料以石墨为例，当其平均粒径为8-18μm时，电池有较好的初放容量及*效率。
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。因此对粒度测量仪器的重现性、分辨能力提出了更高的要求。图1 欧美克Topsizer Plus激光粒度分析仪

测量范围：0.01-3600μm（湿法，取决于样品），0.1-3600μm（干法，取决于样品）

重复性误差：≤0.5%

准确性误差：≤±0.6%

二、粒度测试分辨能力对电池材料测试的意义

在激光粒度分析仪的各类技术指标中，“分辨能力”，即激光粒度分析仪对样品中不同粒径之间的区分能力，对于电池材料的检测有着极为重要的意义。
例如，粒径过小的石墨粉在粉碎过程中更易于使其晶型结构发生改变，小颗粒石墨粉中菱形晶数量相对较多，而菱方结构的石墨具有较小的储锂容量，使电池的充放电容量有所降低。分辨能力高的激光粒度分析仪，就能较容易地检测出石墨原材料中的菱方结构。
另外，颗粒直径太小，单位重量总表面积就会很大，需要包覆材料越多，导致电极材料的堆积密度减小而体积能量密度下降；在电池材料活性物质中如果存在少量的大颗粒，可能会对涂布、滚压造成负面影响……如果能准确地对电池正负极材料和隔膜材料等原材料进行粒度测试，在一定程度上将有助于预判电池的产品性能。图2 欧美克Topsizer激光粒度分析仪

测量范围：0.02-2000μm（湿法，取决于样品），0.1-2000μm（干法，取决于样品）

重复性误差：≤0.5%

准确性误差：≤±1%
以欧美克TopSizer型号激光粒度分析仪为例，在标准样品中加入2%，9%，16%质量分数的大颗粒/小颗粒，相应测试的粒度分布图能清晰看出不同测试对象结果的差异，具体百分含量的比例也可以从粒度分布表中读出，TopSizer皆能获取符合预期的准确的测试结果，显示了其高水准的分辨能力。

激光粒度仪

丁香通

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周锦帆