在由上海有色网信息科技股份有限公司（SMM）主办的2026SMM锂电池原材料大会上，梅特勒托利多科技（中国）有限公司 产品经理 伦雨晴围绕“过程分析仪表在新能源领域的应用”的话题展开分享。
前驱体工艺介绍和pH测量的挑战
三元前驱体共沉降过程
pH决定前驱体微观形貌，直接影响电池最终性能
工艺和应用：
► 镍钴锰三种硫酸盐在结晶釜中共同沉降，有搅拌
► 准确的pH控制决定了颗粒尺寸的大小和形貌的均一
► 电池的最终性能受前驱体形貌影响
典型工况：
► 高固含量，容易在传感器表面沉积，结垢
► 存在氨水
► 伴随搅拌
► 温度：55-60°C
► pH 9.0 – 12.0
三元前驱体尺寸和形貌与pH之间的关系
不同的pH条件下粒径分布统计图
铁法磷酸铁
能量密度更高，四代五代首选
核心控制点：
✓溶铁单元，pH＜1.5，pH高会导致铁粉溶解不完全；
✓氧化单元，pH控制在2.0-2.5之间，偏低时铁离子沉淀不完全，游离态为主，偏高时形成氢氧化铁杂质；
✓陈化釜，Ostwald熟化，pH需要在2.0-2.8之间，通过熟化养晶收窄粒径分布，控制D50。
pH理论：单位pH之间离子浓度相差10倍
质量(mg) = 摩尔浓度(mM) x 体积(mL) x 分子摩尔量(g/mol)
因素一：选择合适的pH传感器
pH传感器的参比系统通常是最容易出现故障的结构，也是传感器需要维护的常见原因之一
参比隔膜孔：
- 通常尺寸小，且为陶瓷材质
- 有很多微小的孔径
- 为清洁的测量环境设计
- 在含有沉淀或乳化性介质中容易堵塞
- 有时采用木材替代：
- 耐受化学腐蚀性减弱
- 天然材质质量难以控制
- 堵塞可能导致的问题：
- 测量结果偏移，工艺和产品质量不稳定
- 需要频繁维护
- 传感器寿命下降
The InPro 4260i传感器
采用开放式液接方式
因素二：选择合适的安装方式
行业内主流的安装方式为顶插
维护困难，工作量大； 间接影响传感器使用效果
侧面安装可在线插拔护套
方便维护，测量更准确
提拉护套让pH传感器在反应釜中有物料的情况下取出传感器进行维护成为可能；
可以在反应进行中对传感器进行清洁，校准甚至更换；
在批次间，可以将传感器保存在护套腔体中，使敏感膜始终保持湿润，延长传感器寿命。
The InTrac 777 提拉护套测量和维护位示意图
专利设计的位置指示器让护套内没有传感器安装时无法空推到过程中，确保不会物料倒灌
因素三：如何在需要时及时对传感器进行维护
自动化的对传感器进行清洁和校准，无需中断生产过程
通过变送器进行程序设定
6种程序
1. （水）冲洗；2. 单点校准；3. 两点校准；4. 清洁液冲洗；5. 停机时的保存程序；6. 服务程序
➢每个程序进行的时间可以根据需要进行调节
2种自定义程序
1. Custom 1
2. Custom 2
➢每种程序最多30个步骤，根据实际需求定义，实现真正的自动且有效维护
ISM Core 软件
助您实现传感器状态即时评估、传感器维护及资产管理
过程分析仪表用于上游锂资源开采
► 浮选环节通过pH改变目标矿种的Zeta电位，提高选矿效率减少加药量；
► 酸浸出环节通过pH控制提高浸出率
► 碳酸氢锂热解精制电池级碳酸锂可监测二氧化碳浓度控制反应动态平衡
► 树脂再生时，可通过在线电导率用作浓度计进行配液
过程分析仪表应用于锂电回收资源再生
酸浸出环节通过pH控制提高浸出率；
萃取环节pH作为窗口，提高得率，分离目标离子；
电池电解液氟离子的存在使酸浸处和尾气处理环节需要选用耐受氟离子的pH计。
总结
1. 前驱体制备工艺：三元前驱体、磷酸铁。
2. pH控制的重要性：单位pH的升高/降低，投药量相差10倍
3. 选择合适的pH解决方案需要考虑的因素和解决方案：pH传感器的选择、安装方式的选择、维护方案的选择。
4. 过程分析在新能源行业上下游的应用：锂资源开采；锂电回收。
