一、行业背景与技术需求

  碳酸锂作为锂资源消费的主体，占锂总需求量的39%以上，可作为原料生产高端锂盐、金属锂等多种含锂工业产品，广泛应用于电池、陶瓷、玻璃、医药、制冷、新型储能等重要领域。随着全球新能源的不断开发以及储能锂电池的高速发展，碳酸锂因其作为锂电池生产的重要原料而备受瞩目。碳酸锂作为锂电池正极材料的重要原料和重要的电解液添加剂，对锂电池的性能及寿命有很大的影响，生产中不仅要求碳酸锂具有很高的纯度，而且对其粒度也有严格要求。因此，准确测定碳酸锂的粒度分布至关重要。

  《2025-2030年中国激光粒度仪行业竞争格局及投资规划深度研究分析报告》在颗粒粒度测量仪器中，激光衍射粒度仪已得到广泛应用，其显著特点是测量速度快、精度高、重复性好、可测粒径范围广，不仅能测固体颗粒，对液体颗粒的测试也很适用。然而，在使用激光粒度仪测定碳酸锂粒度分布时，实验条件的不同可能会导致测定结果的差异。目前，关于激光粒度仪测定碳酸锂粒度分布的条件优化研究比较少，本研究将通过一系列实验，全面探究不同实验条件对碳酸锂粒度分布的影响，确定最佳测定条件，为碳酸锂的生产以及在电池等领域中的应用提供有力的技术支持。

  二、激光粒度仪测定方法的设计与评价指标

  本研究以D10、D50、D90为核心评价指标，系统地探究分散介质的选择、超声分散时间、搅拌速度、样品浓度、折射率以及吸收率等条件对碳酸锂粒度分布测定的影响。通过一系列实验，对不同条件下碳酸锂粒度分布的测定结果进行分析和比较，确定激光粒度仪测定碳酸锂粒度分布的最佳条件。

  实验采用激光粒度仪、超声清洗机、搅拌装置等设备，碳酸锂样品纯度大于99.5%，使用无水乙醇和超纯水等试剂。实验前开机预热，开启搅拌装置设定搅拌速度，样品池清洗，打开软件，新建测量文件，设置测量参数，如折射率、吸收率、分散介质等，系统对中，点击开始，然后将已超声的样品加入至样品池中，当遮光率达到10%~20%，点击测样，仪器自动进行粒度分布的测量。

  三、激光粒度仪分散介质选择的关键影响

  碳酸锂是一种无机盐，微溶于水，在25℃时，碳酸锂的溶解度约为1.29克/(100毫升水)，超声会加速其溶解，溶解后溶液呈澄清状态。在使用超纯水作为分散介质时，遮光率会低于10%，无法达到仪器的测定要求，而且由于碳酸锂微溶于水，会导致碳酸锂颗粒表面性质发生改变，也会影响测定结果的准确性。

  相比于其他有机试剂，无水乙醇表面张力和黏度比较适中，能够较好地润湿碳酸锂颗粒表面，使颗粒在分散介质中均匀分散，避免颗粒团聚，提高测定结果的准确性。从安全上考虑，部分有机试剂具有较强的毒性和挥发性，使用时会对人体健康和环境造成危害。综上，本研究选择无水乙醇作为激光粒度仪测定碳酸锂粒度分布的分散介质。

  四、激光粒度仪超声分散时间的优化研究

  当分散介质为无水乙醇时，搅拌速度设置为2700转/分钟，碳酸锂折射率为1.567，吸收率为0.1，样品浓度为0.2克/(20毫升无水乙醇)时，设置不同的超声分散时间，测定碳酸锂的粒度分布情况。实验数据显示，超声时间为0时，由于碳酸锂颗粒存在团聚现象，粒度分布较宽，大颗粒的比例较高。随着超声分散时间的增加，超声的空化作用逐渐破坏碳酸锂颗粒的团聚，使颗粒逐渐分散，粒度分布变窄，平均粒径减小。

  当超声分散时间达到4~6分钟时，碳酸锂粒度D10、D50、D90的分布效果基本上没有变化，此时颗粒分散效果最佳。而当超声时间达到10分钟时，过度的超声作用使碳酸锂样品受到更大的冲击力，导致颗粒发生破碎，小颗粒比例增加。因此，选择合适的超声分散时间对于激光粒度仪获得准确的粒度分布至关重要，本研究选取4分钟作为最佳超声分散时间。

  五、激光粒度仪搅拌速度对测定结果的作用机制

  当分散介质为无水乙醇时，超声时间设置为4分钟，碳酸锂折射率为1.567，吸收率为0.1，样品浓度为0.2克/(20毫升无水乙醇)时，设置不同的搅拌速度，测定碳酸锂的粒度分布情况。实验结果表明，随着搅拌速度的变快，碳酸锂粒度的分布越来越小，当搅拌速度大于2500转/分钟后，碳酸锂D10、D50、D90粒度分布效果基本上没有变化。

  这是因为在较低的搅拌速度下，碳酸锂颗粒在悬浮液中的分散不均匀，部分颗粒容易沉降或团聚，导致粒度分布较宽，且大颗粒的比例相对较高。随着搅拌速度的增加，颗粒在悬浮液中的运动加剧，分散更加均匀，粒度分布逐渐变窄，平均粒径变小。本研究选取2700转/分钟作为激光粒度仪测定碳酸锂粒度分布的最佳搅拌速度。

  六、激光粒度仪样品浓度与光学参数的精准调控

  样品浓度对激光粒度仪测定结果具有显著影响。当分散介质为无水乙醇时，超声时间设置为4分钟，搅拌速度设置为2700转/分钟，碳酸锂折射率为1.567，吸收率为0.1时，按不同的样品浓度测定碳酸锂的粒度分布情况。实验数据显示，当样品浓度在0.1~0.2克/(20毫升无水乙醇)时，碳酸锂D10、D50、D90粒度分布效果最佳，随着浓度的变大，碳酸锂颗粒容易发生团聚现象，溶液的黏度增加，会影响样品颗粒在介质中的沉降速度，导致测定结果变大。本研究选择0.2克/(20毫升无水乙醇)作为最佳样品浓度。

  折射率的选择同样关键。当分散介质为无水乙醇时，超声时间设置为4分钟，搅拌速度设置为2700转/分钟，碳酸锂吸收率为0.1，样品浓度为0.2克/(20毫升无水乙醇)时，设置不同的折射率进行测定。随着折射率的变大，碳酸锂粒度分布变宽，平均粒径增大，当折射率在1.567~1.967时，碳酸锂粒度D10、D50、D90的分布效果基本上没有变化，此时粒度分布最佳。本研究选择1.567作为激光粒度仪测定碳酸锂粒度分布的最佳折射率。

  吸收率的优化通过残差值来表征，残差是理论光强数据与实际测量所得光强数据的最小二乘拟合差值，在粒度分布合理的前提下，残差值越低，说明测量结果越准确越可靠。当碳酸锂的吸收率为0.1时，残差值为1.78%，是最低的。因此，本研究选择0.1作为激光粒度仪测定碳酸锂粒度分布的最佳吸收率。

  七、激光粒度仪测定方法的重复性验证

  按本研究确定的最优试验条件对碳酸锂的粒度分布进行测定，开展重复性实验验证。实验结果显示，在最优试验条件下进行重复性实验，其D10、D50和D90的相对标准偏差RSD分别为0.95%、0.61%和0.40%。国家标准GB/T19077—2024《粒度分析激光衍射法》规定的D10、D50和D90重复性测试的RSD分别为3%、2.5%和4%，说明该试验条件下的碳酸锂粒度分布测定结果差异性较小，重复性较好，激光粒度仪的测定方法具有高度的可靠性和稳定性。

  八、全文总结

  本研究首次全面探究分散介质、超声时间、搅拌速度、样品浓度、折射率、吸收率等六项关键参数对激光粒度仪测定碳酸锂粒度分布结果的影响，构建了多参数协同优化的完整分析体系。研究确定的最佳测定条件为：分散介质为无水乙醇、超声分散时间为4分钟、搅拌速度为2700转/分钟、样品浓度为0.2克/(20毫升无水乙醇)、折射率为1.567、吸收率为0.1。在此条件下，D10、D50、D90的相对标准偏差均显著低于国家标准规定限值，碳酸锂粒度分布效果最佳，差异性较小，重复性较好。本研究填补了行业内对碳酸锂粒度测定参数影响规律的认知空白，为工业生产中碳酸锂粒度质量控制提供了精准、可靠的激光粒度仪检测方法，对于碳酸锂的生产和应用具有重要指导意义，同时也为2026年激光粒度仪行业的技术发展和方法优化提供了数据支撑和实践参考。本研究的方法和结果也可为其他粉体产品粒度分布的测定提供参考和借鉴。