一次颗粒和二次颗粒.docx

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1、一般一次颗粒指的是晶粒粒径；二次颗粒指团聚后颗粒的粒径。通常我们把单个的细小晶粒的粒径叫作一次粒径，也叫原始粒径。在某些情况下，即使是非晶体颗粒，有相似的原始颗粒和团聚颗粒时，也会引入一次粒径和二次粒径概念。当晶体非常细小的时候，由于晶粒的表面能很大，细小的晶粒之间容易由于弱的相互作用力结合在一起，导致晶粒之间发生团聚，也就是很多个细小晶粒抱团，形成更大的二次颗粒。都涉及一个团聚的问题。聚前的颗粒，为一次颗粒，团聚后的颗粒为二次颗粒。而团聚本身分为软团聚和硬团聚；一般而言,若是由物理上的键合(如范德华力等)引起的团聚

2、为软团聚：若是由化学上的键合(如氢健、桥氧键等)引起的为硬团聚；一般来说，用机械力，硬团聚是很难打开的。所用的“高速离心沉降法、激光粒度分析法和电超声粒度分析法”顶多打开了软团聚，是打不开硬团聚的，如果这种粉体的硬团聚很多，那么测试的粒径应该还是主要以表现二次粒径为主；如果这种粉体的软团聚很多，并且测试前充分分散，打开了软团聚，那么测试的粒径应该还是主要以表现一次粒径为主。着重探讨的是完美粒径的单晶一次颗粒的锰酸锂产品相比二次团聚颗粒的巨大优势。第一，完美的电极加工性能。电极加工性能优异具体表现在：高的压实密度，涂布

3、均匀，极片在空气中长期搁置后没有掉粉现象。单晶一次颗粒的锰酸锂，颗粒之间接触紧密，间隙较小，而且粒径差别小，颗粒均匀，与粘结剂的有效接触面积高，因此具有优异的电极加工性能。以我们新正锂业的LMA-30产品为例，其压实密度超高，远高于国内同类产品2.8的平均值，其推荐值为3.15，一般可以保持在3.1到3.2之间，在这一区间内可以更好地发挥我们产品的性能。经很多客户反馈，我们的产品涂布均匀，搁置后不存在析胶现象，我们中试线上09年涂布后搁置的极片样品，至今也没有出现裂缝或者掉粉。第二，超高的倍率性能。一般来讲，材料的倍

4、率性能取决于锂离子在固体颗粒中的扩散。例如，为了改善磷酸铁锂的倍率性能，其晶粒尺寸一般控制在纳米级别，而我们的LMA-30平均粒径为6-8微米，但是其倍率性能优越，深圳某客户的初试反馈报告中，在高功率18650电池中，20A放电容量保持率接近100%。相比于二次团聚颗粒而言，LMA-30的一次颗粒自由长成，晶体表面光滑，晶格缺陷少，完整的单晶颗粒为锂离再充放电过程中提供了通常的扩散和迁移的三维通道，锂离子运动较快，此外，表面较为光滑的微米级单晶颗粒锰酸锂在电极中与导电剂和粘结剂的接触会更为紧密，电极极化较小。而由小晶

5、粒聚合而成二次较大颗粒的普通锰酸锂，小晶粒之间具有空隙，导电剂和电解液很难与之充分接触，从而限制了电子电导与锂离子的迁移速率。第三，突出的稳定性。材料的稳定性分为热力学稳定性和动力学稳定性，热力学稳定性一般是材料的固有性能，而提高材料的动力学稳定性较为可行。从动力学上来说，晶粒越大，其稳定性越高。生长有序的微米级单晶一次颗粒锰酸锂具有很高的结晶度，晶体缺陷较少，颗粒度较大，且单体中不存在二次颗粒中的缝隙，在相同的粒径下具有更高的质量这有利于提高其稳定性。此外，LMA-30超低的比表面积（小于0.35㎡/g）降低了材料

6、与电解液的接触面积，从而减少了电池在滥用状态下的放热量，进一步提高了材料的稳定性单晶一次颗粒的压实密度高于二次颗粒，这是毋庸置疑的，但是带来的新的问题就是可能影响倍率性能，因为倍率性能与锂离子在颗粒内部的传输速率相关性很大，一般粒径越小，传输速率越快（这也是磷酸铁锂必须纳米化的主要原因），普通的二次颗粒的小颗粒都是纳米级或者1微米以下，所以即使二次颗粒的粒径D50大于做到十几甚至几十微米，倍率性能依然不错，但是单晶一次颗粒的另一个好处是，自由长成的晶体表面很光滑，与导电剂接触很紧密，此外，高温下自由长成的晶体内部晶格

7、缺陷很少，使里离子传输更加畅通，此外，我们把粒径做小（小于二次团聚颗粒）也有助于倍率性能的提高。晶粒是指有明显的晶体边界,颗粒可能是一个或多个晶粒的团聚体.理论上应该是颗粒尺寸大于等于晶粒尺寸,但是很难实现两者相等.有一次粒径和二次粒径的说法,这里一次粒径应是指晶粒尺寸,二次粒径应是指颗粒尺寸.;)颗粒一般包括单晶和多晶。而晶粒一般专指单晶。所以提到颗粒尺寸，是指整个团聚体（多晶或者单晶）的尺寸。而晶粒尺寸就是专指单晶的尺寸了。也就是说对于一个多晶体颗粒，其尺寸即颗粒尺寸，而其中包含的单晶体的尺寸是晶粒尺寸。这也是为

8、什么TEM和XRD得到的材料粒子尺寸不同的主要原因。当然，如果是近似球形的颗粒（或晶体），其直径很容易确定，如果是非球形的，就需要定义一个等当的直径。当然，文献中有多种定义方式。