1月19日晚，一辆新能源汽车在上海某住宅小区地下车库点火爆炸。从网上流传的事故现场照片和视频中，我们可以看到，这辆车面目全非，只剩下车架，车前盖大开。源网自新能源汽车问世以来，“充电”和“安全”两大话题就与之密不可分。然而，可充电锂离子电池电子设备事故频发一度让人们“谈电池变色”。因此，为了生产安全耐用的电池，电池材料和添加剂颗粒的表征对于质量控制和管理非常重要，优化制造工艺非常重要。最常见的可充电电池是锂离子电池。锂离子电池的主要部件是阴极（正极）、阳极（负极）和电解液。大多数锂离子电池的正极（阴极）由镀在铝箔上的金属氧化锂制成，负极（阳极）由镀在铜箔上的碳（如石墨）制成（图1）。目前，类似类型的锂离子电池有很多种。电池材料的选择决定了电池的性能和独特性。图1：粒度在锂离子电池内部结构中的作用和分布电池材料的粒度和分布会影响锂离子的扩散，从而改变所生产电池的功率密度（释放电流、负载容量）和能量密度（储能、电池容量）。与粒径有关的主要差异如表1所示。与粒径有关的主要差异如表1所示。大颗粒和小颗粒的宽PSD具有更高的填充密度（图2），并且可以产生高负载电池材料（厚电极），这有助于提高能量密度（储能）。图2：体积密度小颗粒和大颗粒的双峰混合物zeta电位与添加剂相互作用的研究氧化锂正极材料的主要缺点是导电性和离子导电性差。炭黑和石墨等碳基产品有助于提高导电性，但不涉及锂离子电池的电化学氧化还原过程。碳基产品可以通过填充活性材料颗粒之间的自由空间来提高阴极材料的可回收性。通过这种作用，电极的导电性得到改善。碳添加剂应与阴极材料形成均匀的混合物，以获得稳定的电极浆料和箔上均匀的涂层。因此，通过测量zeta电位，我们应该最大限度地提高不同类型颗粒材料之间的静电相互作用。为了促进相互作用，粒子最好具有相反的表面电荷。用激光衍射法对其粒径进行了分析。采用基于激光衍射的Anton-Paar粒度分析仪（PSA）对其进行了粒度测量。测试的电极材料如表2所示。PSA表2：用电泳光散射法测定的zeta电位，用于分析选定的正负材料。PH值对zeta电位有重要影响，因为它改变了纳米颗粒表面和悬浮液的电荷。研究了不同pH值下电极材料zeta电位的变化，以确定电极材料与碳导电添加剂之间可能的相互作用。对绿色能源的需求要求电池生产中使用的材料和溶剂更加环保。用水代替电池膏中的有机溶剂是实现高能源可持续性的第一步。以水代替有机溶剂（如N-甲基-2-吡咯烷酮，NMP）制备了三种悬浮液：0.05%炭黑、0.05%石墨和0.1%licoo3。Zeta电位是用自动pH滴定仪在litesizer500上通过电泳光散射（ELS）测量的。结论与讨论电极材料的粒度和粒度分布LCO的粒度最大，跨度最大，而NCM和NCA的平均粒径较小且分布较窄（图3）图3：三种不同的正极材料的粒径分布通过减小粒径和宽度降低了电池的储能能力。这是因为较小的颗粒增加了团聚的趋势，减少了空隙。因此，电解液的体积和电池的容量也会减小。然而，小颗粒所赋予的大表面积减小了电极中的扩散距离，有助于促进电极与电解液之间的离子交换。事实上，NMC和NCA样品都是低容量、高能量密度、快速充电的阴极材料。至于阳极材料的结果，从图4可以看出，天然石墨和合成石墨的粒度分布具有可比性。图4:PSA中还测量了天然石墨和合成石墨细颗粒的粒度分布（表3）。这些信息有助于评估成品电池在生产阶段的性能和稳定性。事实上，在多分散的电极粉末中，小颗粒的百分比越高，即细颗粒的粒径越大，填充物越致密。因此，在充放电循环中，由于锂离子的插入引起的体积变化，大颗粒之间的间隙较小，表面积较大有利于电极与电解液的接触。表3:PSA法测定电极材料中LCO和导电添加剂小颗粒含量的zeta电位图5：炭黑、石墨和LCO在不同pH下的zeta电位变化。从图5可以看出，炭黑和石墨颗粒的zeta电位大多为负值，而LCO的zeta电位为负值pH值低于4的颗粒为阳性。这意味着混合物的pH值应调整为pH4或更低，以促进碳添加剂和电极材料之间的静电相互作用。近年来，提高电极材料导电性的新方法成为研究热点。大多数碳基材料被用作导电添加剂。电池浆料中不同组分的最佳配比严格依赖于静电相互作用。因此，为了获得具有更大断裂抗力的均匀涂层，必须进行zeta电位测量。安东帕中国总部销售热线：864008202259售后服务热线：864008203230官网：www.anton-paar.cn网上商城：安东商店- paar.cn网站