随着节能减炭的兴起和能源结构的调整，锂离子电池作为新能源汽车和储能设施的核心部件之一受到了越来越多的关注。在促进消费和保持经济增长的大背景下， 2023年全球动力电池装车量预计有望突破700 GWh。新能源汽车行业对动力性能、续航能力、电池寿命和安全性的更高要求促使了对单体电池制造一致性的**追求。这种严苛的质控标准在对电池制造商设立了一个更高的门槛的同时，也催生了一个全新的锂离子电池时代。

导电剂，作为锂离子电池制造中的其中一环，以其较少的添加量显著地改善了锂离子电池的电化学性能，在锂离子的扩散和电子的迁移中扮演着重要的网络枢纽角色。

目前已有的导电剂大致可以分为两类，包括传统导电剂和新型导电剂，其共通点都是通过优化电极材料的结构和性能来改善电极活性材料颗粒之间以及活性材料颗粒和集流体之间的导电性。

导电剂极大地提高了电极材料与电解质之间的电子迁移速率，降低电池极化，减少电极材料因反复的脱锂和嵌锂而造成开裂和剥落的可能，从而从整体上提高了电池的导电性、稳定性和循环寿命。

这些颗粒状、纤维状和片层状的导电剂由于其特殊的颗粒形貌和结构，在电极材料中分别发挥着点、线、面的连接作用。尤其是近年来广受关注的碳纳米管，由于其特殊的一维量子材料特性，相比传统的导电剂而言，能更加显著地提高电极材料的导电性、机械强度和化学稳定性。当作为导电剂添加进电池材料中时，碳纳米管的应用可极大地提高电池的能量密度、倍率性能和循环寿命，改善电池材料的导热性能。

除了形貌和结构外，对导电剂颗粒进行表征的一个重要手段是颗粒粒径分布。已有研究结果表明，大尺寸的石墨烯因其二维片层状结构，在高比表面积的特性下能显著提高电子迁移速率，但同时，也更容易对锂离子的扩散形成位阻效应（图2），造成锂离子扩散路径变长。因此，导电剂颗粒的粒径与电极活性材料颗粒的粒径比应当控制在一个合适的比例范围内，以期活性材料颗粒能充分镶嵌在导电网络中的同时又不会破坏导电网络结构，综合平衡锂离子的扩散能力和电子迁移速率从而达到*优的电化学表现。

Topsizer干法激光粒度仪是珠海欧美克仪器有限公司经过多年的技术积累及引进****技术下研发出的一款高性能激光粒度分析仪。它利用大小不同的颗粒对光的散射角度不同的现象，根据散射光能的空间分布情况，反演计算被测颗粒的粒度分布。这款激光粒度仪采用He-Ne气体激光器及红蓝双光源设计，具有量程宽、重复性好、精度高、测试结果真实、自动化程度高等诸多优点，真正站在了当前粒度检测领域的前沿。

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通过不同配方体系和不同研磨处理的三种导电剂的粒度特征值（表1）和粒度分布图（图3）可知，未经研磨处理的碳纳米管颗粒D50为11.773 μm（表1a），而经研磨处理后的碳纳米管颗粒D50为0.152 μm（表1b）。在两次不同工艺处理中，碳纳米管颗粒在研磨后粒径总体呈变小趋势。相较研磨前的分布宽度1.481，经研磨处理后的碳纳米管颗粒的分布宽度为37.546，表现出较宽的多分散分布（图3b）。这可能是因为原本因团聚、相互缠绕卷曲而形成的大颗粒在研磨后被进一步分散，使得碳纳米管能够以单个颗粒或更小的颗粒团聚体展开在分散体系中。

利用激光粒度仪测得的三种导电剂的粒度变化趋势与SEM下观测到的颗粒变化趋势（图4）基本一致。通过一系列的特征值和分布宽度结果，生产企业可以在工艺过程中利用激光粒度仪控制颗粒粒径和分散性能的一致性，从而达到控制成品质量一致性的高标准。相比昂贵的SEM检测成本而言，激光粒度仪制样简便、测试时间短、能对分散性能进行可重现的数据表征，且测试成本更加低廉。此外，激光粒度仪还不受视场数量的影响，可以在一次测试中检测数十万计的颗粒，其测试结果更具有统计代表性。

与电极材料的情况相似，受颗粒聚合和絮凝等的影响，导电剂颗粒也存在一次粒径和二次粒径的现象。导电剂颗粒实际上是以相应的分散粒径的状态被应用于下游工业中，这种分散粒径（二次粒径）与原生粒径（一次粒径）是有区别的。

在理想条件下，若导电剂可以被充分分散，则其分散粒径与原生粒径应该是一致的，但对导电剂的分散存在着极大的技术瓶颈和成本压力。在实际的生产应用中，导电剂颗粒可选用适当的介质经过表面修饰、活化等理化工艺过程，改变其空间结构和带电情况，改善其分散性能。

因此，对导电剂的激光粒度仪粒度表征反映了导电剂在分散介质中实际存在的分散颗粒粒径大小，是特定的工艺参数下的材料分散性能的体现。在导电剂的生产研发和下游应用中，粒径分布往往可以用于指导制备和分散工艺参数的改进，包括但不限于粉碎、研磨、高速剪切、酸碱平衡、超声、搅拌、转速、添加表面活性剂以及添料顺序等工艺参数调整，以获得*优的工艺参数组合。与此同时，也可以尝试对导电剂颗粒表面的Zeta电位进行表征，以指导优化合适的配方体系利用颗粒表面电荷的斥力提高材料分散性能。

对导电剂生产企业而言，从来料检测、配方研发、制备和分散工艺参数改进、仓储物流条件选择，到最终的成品检测、制定规范的质控标准等等，都离不开对导电剂颗粒粒度的表征。尤其是近年来随着多组分复合导电剂的优势日益凸显，对大量不同组分复合的配方体系的快速检测和判断有强烈刚需，能显著加快研发进度的同时节省研发成本。

而对于下游锂电行业而言，针对导电剂的来料检测以及后续与电极材料混浆过程中的工艺参数调整，同样需要以导电剂颗粒的粒度测试作为质控准绳。