为锂离子电池材料生产质控保驾护航

2022-02-18 04:03:46, 产品经理 官泽贵 珠海欧美克仪器有限公司


锂离子电池产业是新材料、新能源储能、新能源汽车等产业的交叉产业,从“十二五”到“十三五”再到如今的“十四五”,在国家一系列的政策支持下,锂离子电池行业发展迅猛。随着新能源汽车、储能等行业对锂离子电池的需求量持续增加,现阶段我国已经成为全球最大的锂离子电池材料和电池生产基地。市场规模的增大,对锂离子电池的电化学性能、安全性等也提出了更高的要求。


因此,与锂离子电池相关的新技术的研发成了各企业提升市场竞争力的重要举措,一方面带动了产业链上下游相关行业的发展,另一方面也对相关技术服务行业提出了更高的要求。检测是锂离子电池材料生产制造的必不可少的环节,检测仪器是保证锂离子电池性能和安全性的重要工具


珠海欧美克仪器有限公司作为国内生产粒度检测仪器的领头羊,我们在各大新能源锂电池行业相关的展会与会议上总能看到欧美克仪器活跃的身影,引起了相关媒体的兴趣,近期珠海欧美克仪器有限公司与化工仪器网做了一次对话,畅谈欧美克仪器在锂电池产业链中是怎样扮演着“好队友”的角色的。


▲ 现场采访(视频长达14分钟)


问:随着国家对新能源产业的大力扶持,电池产业也站在了风口,并带动了上下游相关产业的发展, 珠海欧美克仪器有限公司在产业链中扮演着什么样的角色?


锂离子电池产业可分为上游原材料,中游电池生产,下游应用三个环节。珠海欧美克仪器有限公司是做检测仪器的专业厂家,主要服务于上游原材料以及中游电池生产这两个环节,为相关生产厂家的产品生产质控保驾护航。


锂离子电池产业的蓬勃发展,也为锂离子电池生产相关的检测领域带来新的机遇。科学仪器是科技发展的基石。锂电新技术研发离不开各种分析测试仪器,如表征正负极材料结构及形貌用的电镜,分析正负极材料粒度、孔径等用的激光粒度仪和比表面仪等。颗粒大小问题在锂离子电池领域是一个由来已久的问题。行业内对于颗粒粒度控制十分严格,随着行业发展要求也越来越高。


激光粒度仪在锂离子电池行业原材料领域主要用在两个方面,一个就是锂离子电池的正负极材料,比如石墨、硅基石墨等负极材料或者钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等正极材料,这些材料的颗粒大小对于电池的加工性能如涂布工艺,电化学性能如充放电性能、循环性能等都会产生重大影响。


另一个就是隔膜材料的生产,电池隔膜材料一般是高分子材料结合无机填料,而无机填料的颗粒大小对于隔膜的加工和力学强度有着直接的关联。激光粒度仪在这些领域应用突出的特点就是检测精度非常高,同时检测速度快,这两点对于现在大规模、高速度发展的锂离子电池行业至关重要。



还有就是粉体综合特性测试。我们知道粉体在生产和加工过程中需要不断的混合与流动,因此,粉体的流动性、密度、堆积角等特性对粉体的加工和后处理工艺来说至关重要,为了更好的对粉体进行加工处理,我们需要对其特性进行更加细致地控制与研究。比如测试颗粒的振实密度,流动特性指标等影响加工与电池性能的因素,这一系列的测试工作都需要专业设备来完成。


欧美克仪器作为国内的粒度检测与控制专家型企业,一直是中国电池工业发展过程中的好队友。从纳米到微米到毫米级粉体材料的粒度粒形和物理特性分析,欧美克仪器提供纳米粒度仪,激光粒度仪,颗粒图像分析仪,粉体特性测试仪等科学仪器,满足客户多样化的生产工艺过程质控以及研发要求。客户群涵盖原料供应商、电池制造商、科研机构等,获得客户的广泛好评,信任与认可。经过多年的努力,我们的激光粒度仪已经成为国内锂离子电池材料行业生产质控的主流仪器。



问:听完您的介绍,我们想从发展历程、公司规模、公司产品、公司所在行业的情况等几个方面更多的了解一下贵公司的概况。


珠海欧美克仪器有限公司创立于1993年 ,是中国著名的颗粒测量仪器制造商,是广东省高新技术企业、广东省粒度粒形分析仪器工程技术研究中心。经过将近三十年的发展,欧美克仪器一直在进步,欧美克产品能够得到客户认可,离不开技术创新,只有不断创新,制造出更好的测量仪器,才能更好的适应行业的发展需求。


目前欧美克可以为客户提供优质的粒度检测产品与服务,主要包括激光粒度分析仪、纳米粒度分析仪、电阻法颗粒计数器、颗粒图像分析处理仪、动态图像仪、ASD近红外光谱仪和粉体特性测试仪等七大系列粒度检测与控制技术产品,可满足行业客户对粒径、粒形等多重检测需求


欧美克的用户超过8000家,涉及粉体生产企业、高等院校、科研院所等不同领域,并出口至美、英、德、日等三十多个国家和地区。欧美克及其科研人员参加了水泥、磨料、碳粉等多个行业粒度测量标准的制定,同时也是激光粒度仪2016版国标的起草单位之一。“以客户为中心”是欧美克的经营理念之一。对于欧美克而言,客户不仅仅是购买一个仪器这么简单,客户更需要的是有实力提供各类个性化应用解决方案的仪器供应商。而欧美克具有专业化的团队,具备专业的知识和能力能够为客户提供专业的服务。



说到仪器行业,绕不开国产仪器和进口仪器的话题。国产仪器近些年有很大进步,但同进口一线品牌相比还是有一些差距,比如激光粒度仪的灵敏度方面。


激光粒度仪的制造是一个系统工程,涉及光学设计,精密元件制造,软件算法等,任何方面有差异都会对测量结果有影响。值得一提的是,欧美克在2010年加入了著名激光粒度仪制造商英国马尔文帕纳科公司,成为旗下的重要品牌。由此,给欧美克带来的优势是技术平台,通过共享技术平台,欧美克产品的研发和创新实现飞跃,产品性能和质量提高到一个全新的高度,同时集团对欧美克具有清晰的战略定位与目标。欧美克全力拓展市场,在工业市场上,兼顾高性价比和高质量,被誉为国内性价比高的激光粒度仪,国内锂离子电池材料生产厂家多数选择欧美克的仪器作为生产质控的工具,为行业的发展做出了贡献。



问:欧美克仪器在锂离子电池材料粒度测量领域具有怎样的优势?


众所周知,锂离子电池材料对粒度的要求是极其严格的,在锂离子电池正负极材料的研发和制备中,粒度控制是连续合成工艺的核心技术之一。粒度的均匀性和单晶颗粒的大小,是极其影响电池能效性和安全性的两个主要因素,对粒度检测要求非常高。


引入行业常用的一个专业词汇,粉体的边界粒径,即粒度分布中的Dmin和Dmax(最小值和最大值)。不同行业对它的敏感度大相径庭,比如锂离子电池中包括正负极材料、隔膜涂覆材料在内,边界粒径都是严重影响其最终电化学性甚至安全性的重要参数。因此,锂离子电池也是为数不多的,几乎对全部相关原材料边界粒径甚至边界颗粒绝对数量有着高要求的行业,业内评价相关检测设备的重要标准正是能否准确快速地“捕获”这些超限颗粒的信息。


举个石墨的例子,石墨是目前应用广泛、技术较成熟的负极材料。石墨颗粒的大小、分布影响着负极材料的多个性能指标,颗粒越小,倍率性能和循环寿命越好,但首次效率和压实密度越差,反之亦然。而合理的粒度分布(将大颗粒和小颗粒混合)可以提高负极的比容量。石墨的粒度分布还会直接影响电池的制浆工艺以及体积能量密度。材料的粒径越大,粒度分布越宽,浆料的黏度就越小,有利于提高固含量,减小涂布难度。


另外,材料的粒度分布较宽时,体系中的小颗粒能够填充在大颗粒的空隙中,有助于增加极片的压实密度,提高电池的体积能量密度。所以对石墨的粒度分布进行检测就十分重要,Dmin和Dmax也是石墨的质控指标之一。


●  测试范围:0.01-3600μm(支持干/湿法测试,取决于样品)

●  重复性:优于0.5%(标样D50偏差)

●  准确性:优于0.6%(标样D50偏差)

▲ 欧美克Topsizer Plus 激光粒度分析仪

(点击图片查看仪器详情)


在国产仪器中,能够准确测好Dmin和Dmax的寥寥无几,欧美克的Topsizer系列高性能激光粒度仪,具有杰出的分辨能力和灵敏度,其独特的双光源设计,全面兼顾了纳米级细颗粒、毫米级大颗粒、宽分布颗粒的测试,同时对材料中少量细颗粒或少量大颗粒可以灵敏识别。能够很好的满足石墨对高灵敏度,高分辨率的测试要求。除了出色的性能,其价格与进口仪器相比具有竞争力,因此我们可以看到国内厂家在大量使用topsizer作为生产质控仪器。此外,Topsizer系列产品还保证了测试能力和数据结果与国内外、行业上下游黄金标准保持一致,为用户节省了方法开发和方法转移上的时间和成本。



问:请举一个例子,讲述一下贵公司某一件产品在技术上的创新。


前面提到的Topsizer系列产品,就是技术创新的很好例子。


在马尔文的技术平台支持下,结合欧美克近30年的技术积累,此款仪器具有国际水平的先进光学设计,采用全球化的供应链体系,代表了当前国产激光粒度仪的高技术水平。比如Topsizer独特的红蓝双光源设计,红光主光源为进口氦-氖激光器,蓝光辅助半导体光源,弥补了常规设计散射光角度的盲区,极大地提高了对纳米级颗粒及少量大/小颗粒的分辨力和灵敏度。其后傅立叶单镜头和长焦距的光路设计,配合特殊定制的进口光电探测器,提高了信噪比,增强了对大颗粒上限的测试能力。


这些技术上的创新设计,确保仪器具有宽量程,较高的分辨力和灵敏度的特点。针对国内用户的习惯和特点,我们开发了功能强大的分析软件,集合了智能化、自动化和用户界面简单明了的特点,使复杂的仪器变为简单的工具,用户很容易操作就可以得到准确的测量结果。


●  测试范围:0.02-2000μm(湿法)0.1-2000μm(干法)

●  重复性:优于0.5%(标样D50偏差)

●  准确性:优于0.6%(标样D50偏差)

▲ 欧美克Topsizer 激光粒度分析仪

(点击图片查看仪器详情)



问:在新形势下,您如何看待欧美克面临的挑战与机遇?


随着国家的工业制造升级,不同行业对于数据、对于质量的要求也越来越高。比如,十几年前,客户的要求主要看平均粒径D50,普通的设备可以出个数据就行,后来还要看边界粒径D10和D90,再到电池行业需要看Dmin和Dmax,这也反映出对检测仪器要求的变化,从过去只是一个参考,到后来要求重复性、稳定性,再到现在要求准确性、测试灵敏度和分辨率等。所以仪器本身的测试性能必须是要与时俱进的,才能跟得上用户的需要。谁能够真正满足客户的需求,谁就能得到客户和市场的认可。


在产品开发这一方面,我们会充分调研了解客户需求,对公司现有技术与市场需求做对比,找出达不到要求的地方,制定解决方案,进行论证,给客户试用,产品不断迭代。这样能保证产品推出后能符合客户要求,产品性能在市场上处于领先水平。


好的产品也要有好的市场,欧美克经过二十几年的发展,在国内已经取得了不错的市场业绩,产品广泛应用于涂料、锂离子电池、陶瓷、医药、冶金等行业,并且产品已出口至美、英、德、日等三十多个国家和地区。除了国内市场,目前欧美克的管理层也在考虑海外市场。基于国家一带一路的战略,寻求相匹配的合作伙伴,共同拓展海外市场。对于产品的选择,欧美克也会考虑什么样的产品更符合国外的需求。从区域来说,也会考虑什么样的国外市场更适合让欧美克的产品落地,比如东南亚、印度、中东、非洲等,这也与中国制造走向海外的国家战略布局是相辅相成的。


将高性价比的仪器推广到更多国家的工业领域是欧美克的目标,欧美克将继续紧跟市场发展的方向和用户需求进行产品的迭代,做好粒度检测与控制技术的专家型企业,为国家的科技发展贡献出自己的力量。



 

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