中國粉體網(wǎng)訊 近日,，第五批專精特新“小巨人”企業(yè)公示名單發(fā)布，株洲市創(chuàng)銳高強陶瓷有限公司成功上榜,。值得注意的是,，創(chuàng)銳陶瓷的陶瓷微珠產(chǎn)品一般送到特斯拉、比亞迪,、寧德時代等新能源企業(yè),，用作新能源鋰電池正負極材料的磨介、隔膜材料,。據(jù)統(tǒng)計,，截至目前，創(chuàng)銳陶瓷的微珠產(chǎn)品國內(nèi)市場占有率高達40%,，國際市場占有率13%,。
來源：創(chuàng)銳陶瓷,，陶瓷微珠
這里所提到的陶瓷微珠，實際上就是氧化鋯研磨珠,。目前,，新能源汽車已成為推動世界經(jīng)濟增長的核心產(chǎn)業(yè)之一。在此背景下,，市場對鋰電池的高安全性,、高一致性、高合格率和低制造成本提出了更高的要求,，而電池的制造水平又跟所用物料質(zhì)量息息相關(guān),。
2022年我國動力電池累計裝車量294.6GWh, 累計同比增長90.7%。其中三元電池累計裝車量110.4GWh,占總裝車量37.5%,，累計同比增長48.6%,；磷酸鐵鋰電池累計裝車量183.8GWh,占總裝車量62.4%，累計同比增長130.2%,。
目前動力電池按照正極材料以磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池裝機為主,。主流的磷酸鐵鋰生產(chǎn)工藝中，用固相法生產(chǎn)磷酸鐵鋰粉體,，通常需要用濕法研磨工藝對物料顆粒進行解聚破碎,，使其粒徑達到亞微米級別。因此需要使用納米級的電池材料來改善電池性能,。而氧化鋯研磨珠作為最新一代納米電池材料的研磨介質(zhì)代表,，具備高密度、高強度,、耐磨性能良好,、使用壽命長等優(yōu)勢，能實現(xiàn)新能源電池材料納米級超細研磨和分散,。
氧化鋯研磨珠：鋰電池關(guān)鍵材料的“解決大師”
氧化鋯研磨珠,，由微纖維組織構(gòu)成，具備高密度,、高強度,、高韌性，耐磨性能良好,、使用壽命長，能幫助實現(xiàn)新能源電池材料納米級別的研磨,、破碎和分散,。與傳統(tǒng)的研磨介質(zhì)如氧化鋁球、硅酸鋯球,、鋼球,、瑪瑙球,、玻璃珠相比，氧化鋯研磨珠具有無法比擬的研磨效率,。
陶瓷研磨介質(zhì)性能相比
鑒于電池行業(yè)對電池材料細度和純度的高要求,、實現(xiàn)優(yōu)良鋰電池的電池漿料的均勻分散性生產(chǎn)關(guān)鍵指標，以及企業(yè)提效降本的剛需,，氧化鋯研磨珠在解決鋰電池關(guān)鍵材料的研磨問題上有卓越的表現(xiàn),。
第一，氧化鋯研磨珠可對磷酸鐵鋰及前驅(qū)體,、鈦酸鋰,、硅碳負極、碳納米管,、石墨,、石墨烯和鋰電陶瓷隔膜、氧化鋁隔膜等鋰電行業(yè)關(guān)鍵原料進行超細超低磨耗研磨,，可適用的材料相當(dāng)之廣,。
第二，氧化鋯有極高的密度,，能有效的提高研磨效率,，減少物料研磨時間和循環(huán)次數(shù)，極大降低了比如人工,、電耗,、設(shè)備等帶來的綜合成本。
第三,，憑借超強的硬度,，氧化鋯研磨珠可將物料研磨至超細的納米級水平，并可使物料分散更均勻,、更一致,，顯著提升了動力電池關(guān)鍵原材料的性能。
第四,，氧化鋯研磨珠有多種尺寸,，尺寸的多樣性能很好的實現(xiàn)電池材料從粗磨到精磨的過程。
小粒徑陶瓷微珠該如何制備,？
為了適應(yīng)超細粉磨產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,，越來越多的研究人員把關(guān)注點放在如何制備出性能優(yōu)異、適應(yīng)性強的單分散亞毫米級,，甚至是粒徑小于300μm的氧化鋯研磨介質(zhì)球的研究上,。歐美及日本等發(fā)達國家對氧化鋯亞毫米級研磨介質(zhì)的研究和開發(fā)較早，目前相應(yīng)的研發(fā)和生產(chǎn)規(guī)模均已趨于成熟，近幾十年來國內(nèi)也在這方面進行了大量的研究和資金投入,，并形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模,。
大部分國內(nèi)生產(chǎn)氧化鋯研磨介質(zhì)的工廠主要還是采用傳統(tǒng)的滾動成型、等靜壓成型等方法,，生產(chǎn)出來的研磨介質(zhì)球在表面微觀結(jié)構(gòu),、球形度、研磨效率,、使用穩(wěn)定性方面與國外進口產(chǎn)品之間仍存在一定的差異,。但國內(nèi)每年對氧化鋯研磨介質(zhì)，尤其是亞毫米級別的研磨介質(zhì)球的需求量仍在逐年增加,，為了滿足生產(chǎn)需要,，很多產(chǎn)品仍需進口。
從制備工藝上來講,，滾動法和滴定法是非常適合制備小粒徑的氧化鋯微珠,。
滾動法通過類似“滾雪球”的原理制成，其優(yōu)勢在于：設(shè)備簡單,，生產(chǎn)效率高,，適宜成型小粒徑的瓷球，但該法對粉體原料的要求很高,，不僅要求粉料塑性好,，還需具備一定流動性，而氧化鋯粉體屬于瘠性料,，控制不好的情況下會有內(nèi)部結(jié)構(gòu)不致密,、孔洞多的問題，從而影響鋯珠的壓碎強度,、維氏硬度和耐磨性,。
滴定法工藝采用漿料滴入溶液后一次成型，內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻致密,。其優(yōu)勢在于：滴定工藝能夠?qū)崿F(xiàn)球徑的精準控制,；滴定過程中利用液體表面的張力，能夠?qū)崿F(xiàn)球徑的“真圓”以及表面的“光潔”,，杜絕異形微珠的產(chǎn)生,，提高研磨效率；滴定過程中利用自身的重力,，能夠輕而易舉地實現(xiàn)坯體的“高致密”性,，進而實現(xiàn)氧化鋯微珠“高耐磨”的效果；燒結(jié)后具有“光潔”的表面,，從而避免表面拋光對于鋯球品質(zhì)帶來的影響,。目前在國內(nèi)，國瓷材料使用公司自制水熱合成的6nm高純超細氧化鋯為原材料，通過滴定法所生產(chǎn)的氧化鋯陶瓷微珠可低溫?zé)Y(jié)且內(nèi)部無氣孔,，具有高致密性、高強度,、高韌性,、低磨耗等性能。使用國瓷定制路線在1200℃燒結(jié)的氧化鋯球的平均晶粒大小約為150nm,�,？蛇m用于電極材料、多層陶瓷電容器,、油漆,、涂料等高機能材料的分散與研磨。
國瓷材料的氧化鋯微珠
此外,，凝膠注模成型工藝也被用于制備陶瓷球的研究中,。凝膠注模成型工藝可制備出內(nèi)部均勻、致密度大,、強度高,、球形度好、近凈成形的陶瓷微珠,，其生產(chǎn)成本較低,、無需模具、可進行大量生產(chǎn),。為了滿足工程,、生物、能源,、信息等領(lǐng)域?qū)ρ趸喬沾晌⒅樵絹碓礁叩男枨螅芯恐苽鋯畏稚⒌膩喓撩准壯趸喬沾晌⒅榈哪z注模成型工藝具有很大的實際意義,。
在用凝膠注模成型方法制備陶瓷微珠的過程中,，制備高固含,、低粘度的二氧化鋯混合高分子漿料,、如何將漿料分散成小液滴、小液滴如何在有限的時間內(nèi)固化成凝膠球等方法仍有待于進一步探索和改善,，微珠產(chǎn)品的性質(zhì)和使用性能仍有待于提高。
在材料上,，現(xiàn)有實踐證明，氧化釔和氧化鈰穩(wěn)定的氧化鋯珠是較理想的研磨介質(zhì),，具有較高的斷裂強度和耐磨性,。但據(jù)外媒報道,，東麗工業(yè)公司宣布，已開發(fā)出大規(guī)模生產(chǎn)無稀土氧化鋯球的技術(shù),。這種球高度耐用,，可用于研磨多層陶瓷電容器（MLCC）的陶瓷材料和鋰離子電池的電極材料,。
來源：東麗工業(yè)官網(wǎng)
在油漆,、油墨、非礦等傳統(tǒng)研磨比較發(fā)達的行業(yè),，鋯珠早已完全國產(chǎn)化,，但由于國內(nèi)亞毫米級氧化鋯陶瓷微珠關(guān)鍵技術(shù)還未完全突破,，我國粒徑小于0.3 mm的氧化鋯陶瓷微珠還未產(chǎn)業(yè)化,，小粒徑的氧化鋯微珠還有很長的一段路要走。
參考來源：
吉依民：氧化鋯陶瓷微珠滾制成型技術(shù)與性能研究
儲璐：凝膠注模成型亞毫米級氧化鋯陶瓷微珠的工藝研究
株洲日報：“珠”一“機”闖天下——走進第五批國家級專精特新“小巨人”系列報道之一。
高工鋰電：電池材料納米級超細研磨“秘密”
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中國粉體網(wǎng)：粒徑小于0.3ｍｍ的氧化鋯陶瓷微珠很重要,！但卻很少見,？
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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