在(zài)新(xīn)能(néng)源材料行业，很多(duō)做磷酸铁(tiě)锂（LFP）的工程师(shī)都遇到过(guò)一(yī)个(gè)很現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題(tí)：實(shí)验(yàn)室(shì)測粒(lì)徑的时(shí)候，數據(jù)總(zǒng)是不(bù)穩定(dìng)。
舉个(gè)典型情(qíng)況：同(tóng)一(yī)批磷酸铁(tiě)锂粉末(mò)，两(liǎng)次(cì)篩分(fēn)測試，結果(guǒ)偏差10%甚至(zhì)更(gèng)高(gāo)。很多(duō)人(rén)第一(yī)反(fǎn)應(yìng)是：是不(bù)是設備不(bù)穩定(dìng)？是不(bù)是粉體(tǐ)粒(lì)徑分(fēn)布(bù)本(běn)身(shēn)就(jiù)不(bù)均勻？
但從工程角(jiǎo)度(dù)看(kàn)，真(zhēn)正(zhèng)的原因(yīn)往往只(zhī)有(yǒu)四个(gè)字(zì)：粉體(tǐ)發(fà)生(shēng)团(tuán)聚。今天(tiān)我(wǒ)们(men)就(jiù)用(yòng)工程师(shī)最(zuì)常用(yòng)的 What / Why / Who / When / Where / How 六(liù)步邏輯，把(bǎ)这(zhè)个(gè)問(wèn)題(tí)徹底講清(qīng)楚。
一(yī)、What｜什(shén)麼(me)是气(qì)流篩？
如(rú)果(guǒ)用(yòng)一(yī)句(jù)最(zuì)直(zhí)白(bái)的話(huà)解(jiě)釋：
气(qì)流篩 = 用(yòng)“空(kōng)气(qì)”篩粉，而(ér)不(bù)是用(yòng)“振動(dòng)”篩粉。
傳統振動(dòng)篩靠的是機(jī)械振動(dòng)，把(bǎ)颗(kē)粒(lì)抖过(guò)篩网(wǎng)，而(ér)气(qì)流篩的邏輯完全(quán)不(bù)同(tóng)：
1.設備內(nèi)部(bù)建立負壓环(huán)境
2.喷嘴産生(shēng)高(gāo)速气(qì)流
3.气(qì)流把(bǎ)团(tuán)聚粉體(tǐ)打(dǎ)散(sàn)成(chéng)單颗(kē)粒(lì)
4.小颗(kē)粒(lì)随气(qì)流穿过(guò)篩网(wǎng)
關(guān)鍵技術(shù)參數一(yī)般是：
适用(yòng)粒(lì)徑：5-4000µm
單次(cì)篩分(fēn)时(shí)間(jiān)：0-99Min（可(kě)調节(jié)）
可(kě)調參數：負壓、气(qì)流速度(dù)、篩分(fēn)时(shí)間(jiān)
工程师(shī)常说(shuō)一(yī)句(jù)話(huà)：
振動(dòng)篩在(zài)“篩颗(kē)粒(lì)”，气(qì)流篩在(zài)“還(huán)原颗(kē)粒(lì)”。
二(èr)、Why｜为(wèi)什(shén)麼(me)磷酸铁(tiě)锂必須用(yòng)气(qì)流篩？
先(xiān)看(kàn)一(yī)个(gè)真(zhēn)實(shí)測試场(chǎng)景。
某新(xīn)能(néng)源材料實(shí)验(yàn)室(shì)在(zài)做磷酸铁(tiě)锂粒(lì)徑验(yàn)證：
篩分(fēn)方(fāng)式 | 測試时(shí)間(jiān) | 數據(jù)偏差 |
8–10分(fēn)鐘(zhōng) | ±12% | |
气(qì)流篩 | 2–3分(fēn)鐘(zhōng) | ±3% |
差别为(wèi)什(shén)麼(me)这(zhè)麼(me)大(dà)？
核心(xīn)原因(yīn)有(yǒu)三(sān)个(gè)。
1.磷酸铁(tiě)锂粉體(tǐ)非(fēi)常容易团(tuán)聚
典型LFP粉末(mò)粒(lì)徑：5 μm – 30 μm
但在(zài)儲存和(hé)運输过(guò)程中(zhōng)，很容易形成(chéng)：50 μm–150 μm 的团(tuán)聚颗(kē)粒(lì)，这(zhè)些(xiē)颗(kē)粒(lì)其(qí)實(shí)不(bù)是“大(dà)颗(kē)粒(lì)”，而(ér)是很多(duō)小颗(kē)粒(lì)抱在(zài)一(yī)起(qǐ)。
2.傳統振動(dòng)篩幾(jǐ)乎无法(fǎ)打(dǎ)散(sàn)团(tuán)聚
振動(dòng)篩的振動(dòng)加速度(dù)一(yī)般在(zài)：3–5 g，对(duì)于(yú)微米(mǐ)級团(tuán)聚颗(kē)粒(lì)来(lái)说(shuō)，这(zhè)點(diǎn)能(néng)量(liàng)基本(běn)不(bù)够。
結果(guǒ)就(jiù)是：团(tuán)聚颗(kē)粒(lì)直(zhí)接被當成(chéng)“大(dà)颗(kē)粒(lì)”，粒(lì)徑分(fēn)布(bù)被嚴重(zhòng)放(fàng)大(dà)。
3.气(qì)流沖擊可(kě)以(yǐ)拆散(sàn)团(tuán)聚
气(qì)流篩的喷嘴气(qì)流速度(dù)通(tòng)常在(zài)：20–30 m/s
气(qì)流沖擊 + 剪切(qiè)力可(kě)以(yǐ)打(dǎ)散(sàn)团(tuán)聚颗(kē)粒(lì)，形成(chéng)單颗(kē)粒(lì)分(fēn)散(sàn)狀态。
工程师(shī)經(jīng)常开玩笑说(shuō)：振動(dòng)篩像是在(zài)“抖灰”，气(qì)流篩更(gèng)像是在(zài)“吹散(sàn)一(yī)团(tuán)面(miàn)粉”。
三(sān)、Who｜誰(shéi)最(zuì)需要(yào)这(zhè)類(lèi)設備？
如(rú)果(guǒ)你的工作(zuò)涉及(jí)以(yǐ)下(xià)场(chǎng)景，大(dà)概率離不(bù)开气(qì)流篩：
1.新(xīn)能(néng)源材料研發(fà)工程师(shī)
研發(fà)階(jiē)段(duàn)需要(yào)：
快(kuài)速验(yàn)證粒(lì)徑分(fēn)布(bù)
調整燒結參數
2.電(diàn)池材料質(zhì)量(liàng)工程师(shī)
QC檢測时(shí)最(zuì)怕的就(jiù)是：同(tóng)一(yī)批粉體(tǐ)，两(liǎng)次(cì)檢測結果(guǒ)不(bù)一(yī)樣(yàng)。
3.實(shí)验(yàn)室(shì)粒(lì)徑分(fēn)析人(rén)員
特(tè)别是做以(yǐ)下(xià)材料：
磷酸铁(tiě)锂
三(sān)元(yuán)材料
矽碳負极(jí)
導電(diàn)炭黑(hēi)
一(yī)句(jù)話(huà)總(zǒng)結：只(zhī)要(yào)粉體(tǐ)粒(lì)徑小于(yú)30 μm，气(qì)流篩基本(běn)是标(biāo)配。
四、When｜什(shén)麼(me)时(shí)候必須用(yòng)？
有(yǒu)四種(zhǒng)情(qíng)況建議直(zhí)接用(yòng)气(qì)流篩。
1.粉體(tǐ)极(jí)輕(qīng)
比如(rú)：
LFP粉末(mò)
碳材料
振動(dòng)篩容易出(chū)現(xiàn)颗(kē)粒(lì)漂浮 + 堵网(wǎng)
2.粉體(tǐ)明顯团(tuán)聚
判斷方(fāng)法(fǎ)很簡單：
用(yòng)手(shǒu)輕(qīng)輕(qīng)壓一(yī)下(xià)粉末(mò)，如(rú)果(guǒ)能(néng)看(kàn)到明顯結块(kuài)，说(shuō)明团(tuán)聚已經(jīng)發(fà)生(shēng)。
3.研發(fà)节(jié)奏快(kuài)
新(xīn)能(néng)源材料研發(fà)有(yǒu)一(yī)个(gè)特(tè)點(diǎn)：一(yī)天(tiān)可(kě)能(néng)要(yào)做10次(cì)粒(lì)徑測試。如(rú)果(guǒ)每次(cì)篩分(fēn)要(yào)10分(fēn)鐘(zhōng)，實(shí)验(yàn)室(shì)效率会(huì)直(zhí)接被拖慢。气(qì)流篩 2–3分(fēn)鐘(zhōng)即可(kě)完成(chéng)一(yī)次(cì)篩分(fēn)。
4.粉塵(chén)安(ān)全(quán)要(yào)求高(gāo)
磷酸铁(tiě)锂粉體(tǐ)屬于(yú)细(xì)粉塵(chén)材料，气(qì)流篩通(tòng)常采用(yòng)：負壓密閉系(xì)統，粉塵(chén)不(bù)会(huì)外(wài)溢。
五、Where｜主(zhǔ)要(yào)應(yìng)用(yòng)在(zài)哪些(xiē)行业？
雖(suī)然今天(tiān)重(zhòng)點(diǎn)講磷酸铁(tiě)锂，但气(qì)流篩其(qí)實(shí)已經(jīng)廣泛應(yìng)用(yòng)在(zài)多(duō)个(gè)行业：
新(xīn)能(néng)源材料：磷酸铁(tiě)锂、三(sān)元(yuán)材料、導電(diàn)劑
制药行业：乳糖(táng)粉、API原料
精细(xì)化(huà)工：顔料、塗料粉末(mò)
食品行业：澱粉、添加劑粉末(mò)
这(zhè)些(xiē)行业有(yǒu)一(yī)个(gè)共(gòng)同(tóng)特(tè)點(diǎn)：粉體(tǐ)细(xì)、密度(dù)低(dī)、容易团(tuán)聚。
六(liù)、How｜如(rú)何選擇气(qì)流篩？
工程师(shī)選設備一(yī)般只(zhī)看(kàn)三(sān)个(gè)關(guān)鍵參數。
1.篩网(wǎng)孔徑
通(tòng)常選擇：目标(biāo)粒(lì)徑 × 1.1
舉个(gè)例子：
如(rú)果(guǒ)你要(yào)檢測：20 μm颗(kē)粒(lì)，建議選擇：22 μm左(zuǒ)右(yòu)篩网(wǎng)
2.負壓範圍
常见設備範圍：-2 kPa ～ -10 kPa
負壓不(bù)是越大(dà)越好(hǎo)，过(guò)大(dà)可(kě)能(néng)導致(zhì)：细(xì)粉被直(zhí)接吸走(zǒu)。
3.气(qì)流速度(dù)調节(jié)
最(zuì)好(hǎo)具備：多(duō)檔气(qì)流調节(jié)，不(bù)同(tóng)材料需要(yào)不(bù)同(tóng)气(qì)流強(qiáng)度(dù)。
比如(rú)：
炭黑(hēi)：低(dī)气(qì)流
磷酸铁(tiě)锂：中(zhōng)气(qì)流
七(qī)、真(zhēn)實(shí)工程案例
某動(dòng)力電(diàn)池材料實(shí)验(yàn)室(shì)曾遇到一(yī)个(gè)問(wèn)題(tí)：磷酸铁(tiě)锂粒(lì)徑檢測數據(jù)波(bō)動(dòng)很大(dà)。
測試結果(guǒ)：
振動(dòng)篩：两(liǎng)次(cì)檢測偏差 11%
更(gèng)换气(qì)流篩後(hòu)：偏差穩定(dìng)在(zài) ±3%
檢測时(shí)間(jiān)：從 10分(fēn)鐘(zhōng)降到3分(fēn)鐘(zhōng)
實(shí)验(yàn)室(shì)負责人(rén)後(hòu)来(lái)總(zǒng)結了(le)一(yī)句(jù)話(huà)：不(bù)是粒(lì)徑變(biàn)了(le)，而(ér)是終(zhōng)于(yú)測到真(zhēn)實(shí)粒(lì)徑了(le)。
八(bā)、負壓气(qì)流篩常见問(wèn)題(tí)（FAQ）
1.普通(tòng)振動(dòng)篩能(néng)用(yòng)于(yú)磷酸铁(tiě)锂粉末(mò)篩分(fēn)嗎？
可(kě)以(yǐ)使用(yòng)，但在(zài)超细(xì)粉體(tǐ)篩分(fēn)时(shí)效果(guǒ)通(tòng)常有(yǒu)限。
當粉體(tǐ)粒(lì)徑較小或(huò)存在(zài)团(tuán)聚时(shí)，振動(dòng)篩容易出(chū)現(xiàn)堵网(wǎng)或(huò)篩分(fēn)效率低(dī)的問(wèn)題(tí)，因(yīn)此(cǐ)很多(duō)實(shí)验(yàn)室(shì)会(huì)選擇气(qì)流篩進(jìn)行篩分(fēn)測試。
2.气(qì)流篩是如(rú)何解(jiě)決团(tuán)聚問(wèn)題(tí)的？
气(qì)流篩通(tòng)过(guò)高(gāo)速气(qì)流将粉體(tǐ)吹散(sàn)，讓团(tuán)聚颗(kē)粒(lì)重(zhòng)新(xīn)分(fēn)散(sàn)成(chéng)單颗(kē)粒(lì)狀态，再通(tòng)过(guò)篩网(wǎng)完成(chéng)篩分(fēn)。这(zhè)樣(yàng)可(kě)以(yǐ)提(tí)高(gāo)篩分(fēn)精度(dù)，也(yě)能(néng)讓粒(lì)徑數據(jù)更(gèng)加真(zhēn)實(shí)。
3.磷酸铁(tiě)锂粉末(mò)篩分(fēn)一(yī)般需要(yào)多(duō)长(cháng)时(shí)間(jiān)？
在(zài)實(shí)验(yàn)室(shì)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)，使用(yòng)气(qì)流篩進(jìn)行篩分(fēn)測試，一(yī)般 2–3分(fēn)鐘(zhōng)即可(kě)完成(chéng)一(yī)次(cì)檢測。具體(tǐ)时(shí)間(jiān)会(huì)根(gēn)據(jù)樣(yàng)品量(liàng)和(hé)設備參數有(yǒu)所(suǒ)不(bù)同(tóng)。
4.气(qì)流篩适用(yòng)于(yú)哪些(xiē)新(xīn)能(néng)源材料粉體(tǐ)？
除了(le)磷酸铁(tiě)锂，气(qì)流篩還(huán)常用(yòng)于(yú)以(yǐ)下(xià)新(xīn)能(néng)源材料粉體(tǐ)篩分(fēn)：矽基負极(jí)材料、石(dàn)墨(mò)粉、導電(diàn)炭黑(hēi)、三(sān)元(yuán)材料粉末(mò)。
这(zhè)些(xiē)材料通(tòng)常颗(kē)粒(lì)較细(xì)且(qiě)容易团(tuán)聚，气(qì)流篩能(néng)够有(yǒu)效提(tí)升(shēng)篩分(fēn)效果(guǒ)。
如(rú)果(guǒ)讓我(wǒ)用(yòng)一(yī)句(jù)話(huà)總(zǒng)結磷酸铁(tiě)锂篩分(fēn)問(wèn)題(tí)：不(bù)是篩不(bù)出(chū)来(lái)，而(ér)是颗(kē)粒(lì)沒(méi)被拆开。气(qì)流篩解(jiě)決的核心(xīn)不(bù)是“篩分(fēn)效率”，而(ér)是：先(xiān)把(bǎ)团(tuán)聚拆开，再進(jìn)行粒(lì)徑分(fēn)析。
當颗(kē)粒(lì)回(huí)到單颗(kē)粒(lì)狀态时(shí)，粒(lì)徑數據(jù)更(gèng)真(zhēn)實(shí)，篩分(fēn)重(zhòng)複性(xìng)更(gèng)穩定(dìng)。實(shí)验(yàn)效率也(yě)更(gèng)高(gāo)
这(zhè)也(yě)是为(wèi)什(shén)麼(me)在(zài)新(xīn)能(néng)源材料實(shí)验(yàn)室(shì)里(lǐ)，越来(lái)越多(duō)工程师(shī)开始(shǐ)把(bǎ)气(qì)流篩當作(zuò)粒(lì)徑分(fēn)析的标(biāo)準設備。