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【對(duì)話】專訪真理光學(xué)董事長(zhǎng)張福根博士

真理光學(xué) 2020-01-06 | 閱讀：2478

2019年12月24日，由中國(guó)粉體網(wǎng)聯(lián)合中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)能源顆粒材料專委會(huì)主辦的“2019高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)研討會(huì)暨第三屆能源顆粒材料制備及應(yīng)用技術(shù)高峰論壇”在江蘇昆山隆重開幕！本屆高峰論壇邀請(qǐng)到眾多能源顆粒材料領(lǐng)域內(nèi)的專家、學(xué)者、企業(yè)界代表。

固態(tài)鋰電池因其在安全性和能量密度上的優(yōu)勢(shì)，逐漸成為未來(lái)鋰電池發(fā)展的主流方向。固態(tài)電解質(zhì)及相關(guān)匹配的高性能正負(fù)極材料或?qū)⒊蔀樾履茉串a(chǎn)業(yè)發(fā)展的下一個(gè)風(fēng)口。為了更加深入的了解固態(tài)電池研究進(jìn)展和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，中國(guó)粉體網(wǎng)編輯就相關(guān)問(wèn)題在《對(duì)話》欄目中對(duì)珠海真理光學(xué)儀器有限公司董事長(zhǎng)、全國(guó)顆粒表征與篩分檢標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)副主任委員、中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)原副理事長(zhǎng)、天津大學(xué)兼職教授張福根博士進(jìn)行專訪。

中國(guó)粉體網(wǎng)編輯：現(xiàn)在坐在我身邊的是珠海真理光學(xué)儀器有限公司董事長(zhǎng)張福根博士。張博士，您好！

張福根博士：您好！

中國(guó)粉體網(wǎng)編輯：您報(bào)告中提到要表征粉體中最大粒，為什么要進(jìn)行這種表征，其對(duì)粉體測(cè)試的意義是什么？

張福根博士：最大粒的表征在有的行業(yè)是重要的，有的行業(yè)其實(shí)并不重要。據(jù)我了解，早前一定要保證最大粒的就是磨料行業(yè)。那么現(xiàn)在，從用戶的需求來(lái)看，他們提出來(lái)要用激光粒度儀的D100來(lái)表示最大粒，這一點(diǎn)他們非常重視。但是激光粒度儀不能真正的測(cè)出最大粒，D100本身并不代表真正的最大粒，我覺得就有必要給電子材料行業(yè)科普一下這個(gè)關(guān)于激光粒度儀的知識(shí)，另一方面也是為這個(gè)行業(yè)提出一種可能性建議，如果你真切需要保證最大粒，在技術(shù)上我們可以做到，只不過(guò)不是用激光粒度和現(xiàn)有的方法。

中國(guó)粉體網(wǎng)編輯：近年來(lái)，新能源領(lǐng)域發(fā)展迅速，對(duì)動(dòng)力電池的研究也一直在進(jìn)行，在電池中常用的表征顆粒的手段有哪些？它們的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？

張福根博士：顆粒表征有兩個(gè)含義，一個(gè)是廣義的表征，那不僅僅是顆粒測(cè)量、粒度的測(cè)量。如比表面積是顆粒的表征方法，還有懸浮系統(tǒng)或者分散系統(tǒng)穩(wěn)定性也是表征方法。另外一個(gè)就是狹義的顆粒表征，也就是粒度測(cè)量。據(jù)我所知，目前有兩種方法，一個(gè)就是激光粒度儀，另外一個(gè)就是圖像處理儀。

圖像處理儀的優(yōu)點(diǎn)是能夠測(cè)到視場(chǎng)內(nèi)的最大粒（BPVF），但是它的缺點(diǎn)就是取樣的代表性不好。比如測(cè)一百萬(wàn)個(gè)顆粒，雖然它能夠測(cè)到最大的那個(gè)顆粒，但是實(shí)際應(yīng)用于生產(chǎn)的并不是測(cè)量值。

相對(duì)來(lái)說(shuō)，激光粒度儀的取樣代表性要好一些，而且測(cè)量速度也比較快。但是它的缺點(diǎn)就是無(wú)法測(cè)到視場(chǎng)內(nèi)的最大粒。雖然用圖像法能測(cè)到視場(chǎng)最大粒，但是并不代表樣品最大粒，數(shù)據(jù)沒(méi)什么意義。綜合來(lái)看，激光粒度儀更方便使用。

中國(guó)粉體網(wǎng)編輯：粉體行業(yè)近年來(lái)也在不斷發(fā)展壯大，對(duì)于未來(lái)粉體行業(yè)的表征測(cè)試發(fā)展方向，您有什么建議？

張福根博士：關(guān)于這個(gè)問(wèn)題我想從兩個(gè)方面來(lái)談一下。關(guān)于粒度儀，包括激光粒度儀，此外還有圖像儀、電阻法計(jì)數(shù)器、庫(kù)爾特計(jì)數(shù)器、其他光阻法儀器、沉降儀及X射線等等。目前應(yīng)用比較廣泛的是激光粒度儀，這里很重要的，首先就是對(duì)激光粒度儀的科普需要加強(qiáng)，讓用戶更好的使用儀器。第二點(diǎn)就是目前流行的激光粒度儀有很多需要完善的地方。

正如李雪冰博士介紹的那樣，目前激光粒度儀的測(cè)量結(jié)果比較駁雜，難以交叉對(duì)比。從我個(gè)人的觀點(diǎn)來(lái)看，造成這樣結(jié)果的原因有兩個(gè)方面，一方面可能是由于用戶沒(méi)有正確操作儀器造成的誤差，從而導(dǎo)致同一樣品同一品牌、同一型號(hào)的儀器在不同用戶手中測(cè)出不同數(shù)據(jù)；另一方面就是不同儀器之間，測(cè)量結(jié)果不一樣，雖然有的觀點(diǎn)認(rèn)為本來(lái)就該不一樣，但我不認(rèn)同這個(gè)觀點(diǎn)。測(cè)量數(shù)據(jù)的不同，實(shí)際上是由于儀器存在缺陷造成的，某種程度上每種儀器都有其缺陷。那么為了彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，不同儀器對(duì)結(jié)果進(jìn)行一定的修飾。不同設(shè)備商之間的修飾方法不同導(dǎo)致結(jié)果存在差異。

我認(rèn)為目前應(yīng)該需要科學(xué)的方法解決這些問(wèn)題，根據(jù)儀器缺陷所暴露的問(wèn)題提出有針對(duì)性的技術(shù)方案解決，從而保證不同儀器測(cè)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性。以激光粒度儀為例，如果一切設(shè)計(jì)是科學(xué)完善的，而且用戶的使用方法也正確，那么測(cè)量結(jié)果就具有可比性，這將極大的推動(dòng)整個(gè)顆粒行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。

我認(rèn)為，最近很好的一點(diǎn)就是大家已經(jīng)逐漸重視這方面的問(wèn)題并積極探索解決的方案，比如中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)正在召集業(yè)內(nèi)的人，制定激光粒度儀的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。原有的激光粒度儀標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的等同采用，按原稿翻譯過(guò)來(lái)直接采用，然而國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)本身就是原理性的敘述，并沒(méi)有涉及具體技術(shù)細(xì)節(jié)，因此存在一定的局限性。比如其中提到顆粒表征需要加吸收系數(shù)，至于為什么需要添加吸收系數(shù)，除了簡(jiǎn)單的解釋以外并沒(méi)有太多文獻(xiàn)依據(jù)。我認(rèn)為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)真正需要解決的是我提出的ACED問(wèn)題。我希望我們建立這個(gè)激光粒度儀的標(biāo)準(zhǔn)，能夠全方位的定義一個(gè)產(chǎn)品，能夠規(guī)范激光粒度儀市場(chǎng)，同時(shí)促進(jìn)行業(yè)水平的提高和健康發(fā)展。如果大家一起努力，按照理想狀態(tài)去發(fā)展，激光粒度儀市場(chǎng)可能只需要一兩年時(shí)間便能夠比較完善。

我認(rèn)為下一步值得發(fā)展的是顆粒表征的在線測(cè)量。因?yàn)閺?/span>當(dāng)前的大環(huán)境來(lái)看，要實(shí)現(xiàn)國(guó)家提出的高質(zhì)量發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量的控制將越來(lái)越受重視。目前激光粒度儀大部分還是實(shí)驗(yàn)室儀器，只有生產(chǎn)之后才能檢驗(yàn)，具有一定的滯后性。如果能夠實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量，保證“所見即所得”，其意義十分重大。雖然目前在線測(cè)量已經(jīng)有些應(yīng)用，但存在各種各樣的問(wèn)題，仍需要行業(yè)內(nèi)共同努力克服難關(guān)。

此外還有一點(diǎn)就是要擴(kuò)展顆粒表征。不僅僅是單個(gè)顆粒的表征，還包括比表面積測(cè)量，據(jù)我所知，比表面積測(cè)量也存在類似于激光粒度儀的問(wèn)題，這個(gè)也需要完善和統(tǒng)一。進(jìn)一步說(shuō)，顆粒在使用的時(shí)候，很多情況下是做成加料，比如在電池行業(yè)的應(yīng)用，需要與其他物質(zhì)混合后涂敷，由此引發(fā)固液混合與分散問(wèn)題，這一問(wèn)題在細(xì)顆粒應(yīng)用更為突出。如何表征分散效果與分散體系的穩(wěn)定性，都需要儀器去測(cè)量，雖然已有部分應(yīng)用，但是由于一些原因還沒(méi)有普及。