正极材料生产环节的检测和控制

聚焦原料进场称重、配料、过程在线检测、成品自动包装四大核心环节，严控产品一致性

高压实密度LFP（磷酸铁锂）与高镍三元（NCM811/9系等）作为新型储能核心正极材料，其产品质量直接决定储能电芯的能量密度、循环寿命与安全性能，而原料进场称重、配料、过程在线检测、成品自动包装四大环节，是保障正极材料生产有序推进、产品质量达标、实现规模化量产的核心支撑，各环节的管控水平直接影响产品一致性、生产效率与成本控制。

原料进场称重环节是高压实密度LFP与高镍三元生产的“源头把关口”，其核心价值不仅在于“精准称量”，更在于为后续所有生产环节（配料、混合、烧结、改性等）奠定稳定基础。无论是LFP的压实密度与循环寿命，还是高镍三元的能量密度与热安全，均依赖于原料进场称重的精度与规范性；同时，该环节还直接影响生产损耗、成本控制、批次一致性与质量溯源能力，是保障产品符合新型储能核心需求、提升企业市场竞争力的关键前提，更是不可替代的核心管控节点。

配料环节决定粉体/浆料分散均匀性，是后续烧结、改性等工序稳定开展的前提；

过程在线检测是及时发现生产异常、规避不合格批次流转的关键，保障全流程质量可控；

成品自动包装则是守护产品最终品质、防止吸潮氧化、实现溯源管理的最后一道防线。

原料和成品大宗称重

正极材料生产企业采用汽车衡称量锂盐、前驱体等高价值大宗原材料重量，为采购结算、成本核算提供可靠依据；成品出库时用于核定出货重量，保障销售结算准确。汽车衡的精度与稳定性直接关系到企业成本控制、物料损耗管控和交易公平性，是避免计量纠纷、提升生产管理效率、保障企业经济效益的关键基础设备。

使用现场粉尘大、环境湿度高易腐蚀汽车衡的传感器，车辆上下衡晃动造成数据不稳，皮重重复称重偏差大、易出现人为作弊与数据漏记，最终导致原料结算、成品出库误差大、账物不符。

梅特勒托利多数字汽车衡，通过高精度数字式汽车衡传感器 + 数字滤波抗干扰技术，有效抑制粉尘、湿度、振动带来的称量漂移，提升稳定性与重复性。

VTS系列数字电子汽车衡采用POWERCELL PDX®数字技术，能对温度、非线性、滞后和蠕变性能实现自动数字化补偿，实现卓越计量性能。

配料称重

正极材料的配料过程中，多粉料配比精度要求高、静电大导致读数漂移、下料粘料造成欠秤、粉尘污染秤体，以及人工记录易出错、批次配方不可追溯，直接影响极片一致性和电池性能。

梅特勒托利多通过高精度配料称重模块PowerMount™锂电专用数字模块 + 快速稳定算法 + 防静电抗干扰设计，保证微量与吨级配料都精准稳定，减少静电与粉尘带来的误差。

搭配智能下料控制、自动补料/扣重功能，解决粘料、挂料导致的配比不准问题，提升配料一次合格率。

正极材料在配料称重时铜、锌含量超标，会从电池性能、循环寿命、安全性、生产良率四大方面造成严重问题，核心是引发内部微短路、自放电、热失控，属于锂电行业的 “致命杂质”。

梅特勒托利多PowerMount™锂电专用数字模块通过特殊工艺，使Cu/Zn元素含量≤1%，确保原材料符合锂电行业标准，避免因杂质引发安全隐患。

过程在线检测

三元前驱体的微观形貌直接决定了正极材料的微观形貌以及最终产品性能。因此，如何在共沉降过程中控制前驱体形貌至关重要。

工业生产过程中，通常通过pH测量进行加氨浓度调节，从而实现镍钴锰的均匀的共沉降过程。

反应期间，金属氢氧化物也会在pH传感器表面沉积，导致参比隔膜孔堵塞，使传感器测量产生偏差。梅特勒托利多InPro 426x(i)系列传感器专为此应用定制，固体聚合物电解质和抗堵塞的开放式液接，配合全新升级的EasyClean 500自清洗系统能够轻松去除传感器液接部位上的结垢和沉积。

配合ISM智能传感器管理功能，可以做到有计划性的主动维护，有效提升传感器和系统的正常运行时间。

应用手册-量身定制的pH值解决方案

更多在线pH传感器

正极前驱体在线顶空氧测量

三元前驱体的微观形貌及杂质含量直接决定了正极材料的微观形貌以及最终产品性能。因此，如何在共沉降过程中避免氧化形成非目标产物至关重要。为了获得无氧气氛，通常需对反应容器重复进行抽真空和惰性气体通气处理，并且在反应过程中需要进行氮风保护。

对反应容器的顶空氧含量进行测量不仅可以有效避免过度的抽真空和通气，也能第一时间发现可能的误操作，导致空气泄露进反应容器。

梅特勒托利多InPro 6850i G氧传感器专为这一应用设计，采用极谱法技术，稳定可靠。配合InTrac 777系列护套可以实现单点过程校准，在不间断工艺的情况下长时间提供准确的测量。

在研发/中试情况下，顶空氧测量也至关重要，此阶段涉及工况更为复杂多样，并且要求氧气测量响应迅速，测量稳定可靠，氧分析仪维护少甚至无需维护。针对此场景，梅特勒托利多也提供了激光氧气分析仪GPro500，激光氧气分析仪相对电化学氧分析仪相应迅速，可实现多测点共用分析仪；各种背景气体对激光氧分析仪没有交叉干扰，测量值真实可靠；同时，激光原理解决了分析仪使用过程中漂移问题，无需标定，实现即插即用。

应用手册-通过顶空O2测量测量确保三元前驱体生产质量

前驱体合成后表面可能有碱液残留，需要通过洗涤后才能进一步利用。如未进行充分清洗，会导致前驱体杂质含量高，甚至与电解液，添加剂等组分发生反应导致电池失效。工业生产中通常利用纯水对前驱体进行洗涤，电导率作为重要的监测指标，可以判断清洗终点，避免浪费。

梅特勒托利多UniCond 电导率传感器采用数字信号，内置测量电路，测量范围广，能够覆盖从高盐份介质到纯水测量的需求。同一工厂中可选用更少的型号满足更多的测量点位，减少备件的设置。

提供多种过程链接方式，便于集成到各种尺寸的管道中测量，降低改造/安装成本。即插即测，无需复杂的设置，避免因为设置错误导致的测量偏差。

正极材料包装

正极材料的包装称重过程中，粉体物料混入异物易致批次报废，物料价值高，包装误差容易导致百万级的损耗，另外超细粉体包装过程中易产生较大的粉尘，威胁人身健康安全。

梅特勒托利多包装解决方案，为锂离子电池行业用户在包装称重控制、设备运行状态监控、数据远程传输和处理等环节，提供高效安全的解决方案，并按用户不同的现场要求和使用习惯提供多种规格和型号

安全合规：分级防异物防护方案(接触物料部件纳米涂层)
精准称量：工业天平级称量系统(最高10000e的称量精度)
粉尘控制：闭环除尘方案(SDC自收尘系统)
效率提升：气固分离产线(纳米级真空脱气)

全流程的自动化包装，减少人工干预，提供稳定可靠的计量保障

下载《正极材料包装解决方案》

FAQ

1) 为什么三元前驱体的制备过程需要测量pH?

通过对反应体系pH的测量可以对加氨速率进行控制，从而得到粒径分布更加均一的前驱体形貌，进一步得到性能稳定的正极材料。实验数据表明，pH仅0.1的偏差都会对粒径分布产生巨大影响。

2) 如何避免三元前驱体制备过程中pH结垢导致的测量不准确？

InPro 426x(i)系列传感器采用固体聚合物电解质和抗堵塞的开放式液接，配合全新升级的EasyClean 500自清洗系统能够轻松去除传感器液接部位上的结垢和沉积。保证传感器时刻在良好的状态，为反应提供准确的测量。

3) 如何解决pH传感器在测量三元前驱体合成时寿命短的问题？

全新升级的EasyClean 500自清洗系统能够轻松去除传感器液接部位上的结垢和沉积。可以在不中断反应过程的情况下自动的传感器进行维护和校准。配合ISM智能传感器管理功能，可以做到主动及时的维护，有效提升传感器使用寿命。

4) 为什么三元前驱体制备的过程中要测量顶空氧？

为了避免反应过程中产品被氧化，杂质含量升高，需要对反应容器进行多次抽真空通惰性气体的工艺过程，反应过程也需要进行氮风保护，为了避免过度抽真空和通气浪费能耗，又能保证低氧含量，需要对顶空氧进行实时测量。

5) 为什么在磷酸铁制备过程中需要测量pH?

与三元前驱体的合成过程类似，pH值也会影响到磷酸铁的沉降速度和粒径分布，通过精准的pH控制可以提高最终正极材料的压实密度，是生产第五代磷酸铁锂的重要工艺参数。

6) 如何避免磷酸铁制备过程中pH结垢导致的测量不准确？

7) 如何解决pH传感器在测量磷酸铁合成时寿命短的问题？

8) 为什么要对前驱体进行清洗？

前驱体合成后表面可能有碱液残留，如未进行充分清洗，会导致前驱体杂质含量高，甚至与电解液，添加剂等组分发生反应导致电池失效。

9) 如何优化锂电回收工艺？

湿法冶金是利用酸浸出从电池正极材料中提取有价材料的过程。与火法冶金相比，湿法冶金更加环保，但必须严格控制pH，才能提高回收效率和回收率。

10) 适用于锂电回收工艺pH测量的传感器有哪些？

由于锂电池正极材料的回收过程中，往往会加入强酸和氧化性介质，又因为电池内本身存在含氟材料，例如电解液中的LiPF6,因此往往会形成氢氟酸。对pH的玻璃敏感膜具有腐蚀性。InPro3252i和InPro4262i传感器可以同时测量pH和ORP，并且采用耐氢氟酸的玻璃敏感膜配方，可大幅延长在氢氟酸环境中的使用寿命。适用于锂电正极材料回收工艺。