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【对话】专访真理光学董事长张福根博士

珠海真理光学仪器有限公司  2020-01-06  点击276次

2019年12月24日,由中国粉体网联合中国颗粒学会能源颗粒材料专委会主办的“2019高比能固态电池关键材料技术研讨会暨第三届能源颗粒材料制备及应用技术高峰论坛”在江苏昆山隆重开幕!本届高峰论坛邀请到众多能源颗粒材料领域内的专家、学者、企业界代表。

 

固态锂电池因其在安全性和能量密度上的优势,逐渐成为未来锂电池发展的主流方向。固态电解质及相关匹配的高性能正负极材料或将成为新能源产业发展的下一个风口。为了更加深入的了解固态电池研究进展和产业化进程,中国粉体网编辑就相关问题在《对话》栏目中对珠海真理光学仪器有限公司董事长、全国颗粒表征与筛分检标准化技术委员会副主任委员、中国颗粒学会原副理事长、天津大学兼职教授张福根博士进行专访。

 

 

 

中国粉体网编辑:现在坐在我身边的是珠海真理光学仪器有限公司董事长张福根博士。张博士,您好!

 

张福根博士:您好!

 

中国粉体网编辑:您报告中提到要表征粉体中最大粒,为什么要进行这种表征,其对粉体测试的意义是什么?

 

张福根博士:最大粒的表征在有的行业是重要的,有的行业其实并不重要。我了解,早前一定要保证最大粒的就是磨料行业。那么现在,从用户的需求来看,他们提出来要用激光粒度仪的D100来表示最大粒,这一点他们非常重视。但是激光粒度仪不能真正的测出最大粒,D100本身并不代表真正的最大粒,我觉得就有必要给电子材料行业科普一下这个关于激光粒度仪知识,另一方面也是为这个行业提出一种可能性建议,如果你真需要保证最大粒,在技术上我们可以做到,只不过不是用激光粒度现有的方法。

 

中国粉体网编辑:近年来,新能源领域发展迅速,对动力电池的研究也一直在进行,在电池中常用的表征颗粒的手段有哪些?它们的优缺点是什么?

 

张福根博士:颗粒表征有两个含义,一个是广义的表征,那不仅仅是颗粒测量、粒度的测量。比表面积是颗粒的表征方法,还有悬浮系统或者分散系统稳定性也是表征方法。另外一个就是狭义的颗粒表征,也就是粒度测量。据我所知,目前有两种方法,一个就是激光粒度仪,另外一个就是图像处理仪。

 

图像处理仪的优点是能够测到视场内的最大粒(BPVF),但是它的缺点就是取样的代表性不好。比如测一百万个颗粒,虽然它能够测到最大的那个颗粒,但是实际应用于生产的并不是测量值。

 

相对来说,激光粒度仪的取样代表性要好一些,而且测量速度也比较快。但是它的缺点就是无法测到视场内的最大粒。虽然用图像能测到视场最大粒,但是并不代表样品最大粒,数据没什么意义。综合来看,激光粒度仪更方便使用

 

中国粉体网编辑:粉体行业近年来也在不断发展壮大,对于未来粉体行业的表征测试发展方向,有什么建议?


张福根博士:关于这个问题我想从两个方面来谈一下。关于粒度仪,包括激光粒度仪,此外还有图像仪、电阻法计数器、库尔特计数器、其他光阻法仪器、沉降仪及X射线等等。目前应用比较广泛的是激光粒度仪,这里很重要的,首先就是对激光粒度仪的科普需要加强,让用户更好的使用仪器。第二点就是目前流行的激光粒度仪有很多需要完善的地方。

 

正如李雪冰博士介绍的那样,目前激光粒度仪的测量结果比较驳杂,难以交叉对比。从我个人的观点来看,造成这样结果的原因有两个方面,方面可能是由于用户没有正确操作仪器造成的误差,从而导致同一样品同一品牌、同一型号的仪器在不同用户手中测出不同数据;另一方面就是不同仪器之间,测量结果不一样,虽然有的观点认为本来就该不一样,但我不认同这个观点。测量数据的不,实际上是由于仪器存在缺陷造成的某种程度上每种仪器都有缺陷。那么为了弥补这个缺陷,不同仪器对结果进行一定的修饰。不同设备商之间的修饰方法不同导致结果存在差异。

 

我认为目前应该需要科学的方法解决这些问题,根据仪器缺陷所暴露的问题提出有针对性的技术方案解决,从而保证不同仪器测量数据的统一性。以激光粒度仪为例,如果一切设计是科学完善的,而且用户的使用方法也正确,那么测量结果就具有可比这将极大的推动整个颗粒行业的技术进步。

 

我认为,最近很好的一点就是大家已经逐渐重视这方面的问题并积极探索解决的方案,比如中国颗粒学会正在召集业内的人,制定激光粒度仪的技术标准。原有的激光粒度仪标准是国际标准的等同采用,按原稿翻译过来直接采用,然而国际标准本身就是原理性的叙述,并没有涉及具体技术细节,因此存在一定的局限性。比如其中提到颗粒表征需要加吸收系数,至于为什么需要添加吸收系数,除了简单的解释以外并没有太多文献依据。我认为相关标准真正需要解决的是我提出的ACED问题。我希望我们建立这个激光粒度仪的标准,能够全方位的定义一个产品,能够规范激光粒度仪市场,同时促进行业水平的提高和健康发展。如果大家一起努力,理想状态去发展,激光粒度仪市场可能只需要一两年时间便能够比较完善

 

我认为一步值得发展颗粒表征的在线测量。因为从当前的大环境来看,要实现国家提出的高质量发展,产品质量的控制越来越重视。目前激光粒度仪大部分还是实验室仪器,只有生产之后才能检验,具有一定的滞后性。如果能够实现在线测量,保证“所见即所得”意义十分重大虽然目前在线测量已经有应用,但存在各种各样的问题,仍需要行业内共同努力克服难关。

 

此外还有一点就是要扩展颗粒表征。不仅仅是单个颗粒的表征,还包括比表面积测量据我所知,比表面积测量也存在类似于激光粒度仪的问题,这个也需要完善和统一。进一步说,颗粒使用的时候,很多情况下是做成加料,比如电池行业的应用需要与其他物质混合涂敷,由此引发液混合与分散问题,这一问题在细颗粒应用更为突出如何表征分散效果与分散体系的稳定性,都需要仪器去测量,虽然已有部分应用,但是由于一些原因还没有普及。

 

中国粉体网编辑:非常感谢张博士接受我们的采访。本次采访到此结束,谢谢!

张福根博士:谢谢!