電場中粒子的速度通常指的是電泳遷移率及粒子遷移方向。已知這個(gè)速度時(shí)，通過應(yīng)用Henry方程，我們可以得到粒子的Zeta電位。亨利（Henry）方程是：

其中 ζ : Zeta電位，  UE : 電泳遷移率， ε: 介電常數(shù)，  η : 粘度， ƒ（Ka） : Henry函數(shù)（1.5或1.0）。

Zeta電位的電泳測定通常在水性介質(zhì)和中等電解質(zhì)濃度下進(jìn)行，在這種情況下f（Ka）

取值1.5，即Smoluchowski近似。因此，對(duì)適合Smoluchowski模型的系統(tǒng)，即大于0.2微米的粒子分散在含大于10-3摩爾鹽的電解質(zhì)溶液中，使用該算法可以直接從遷移率中計(jì)算Zeta電位。Smoluchowski近似用于彎曲毛細(xì)管樣品池和通用插入樣品池中的水相樣品。對(duì)于非水相的較低介電常數(shù)介質(zhì)中的小粒子，通常采用Huckel近似，f（Ka）取值為1.0。

▲ 歐美克NS-90Z Plus 納米粒度電位分析儀

對(duì)包括電極材料、導(dǎo)電漿料和隔膜漿料等電池材料的Zeta電位測試，通常有制樣、加樣、分析測試、結(jié)果輸出等步驟。下面的內(nèi)容將介紹多種不同理化特點(diǎn)的電池漿料適用的測試環(huán)境、測試方法的開發(fā)、報(bào)告結(jié)果的解讀等。

Zeta電位測試常用樣品池包括水性樣品用的通用U型折疊毛細(xì)管樣品池和有機(jī)介質(zhì)專用的插入式電極搭配石英比色皿的通用插入式樣品池（Dip-cell）。

通用U型折疊毛細(xì)管樣品池是塑料材質(zhì)的可拋棄式樣品池，價(jià)格相對(duì)低廉，使用便捷，可兼容大多數(shù)水性樣品的測試，是搭配NS-90Z Plus最常使用的Zeta電位分析樣品池，除了用于常規(guī)Zeta電位測試外，可連接滴定儀進(jìn)行等電點(diǎn)快速測試分析。通用插入式樣品池具有良好的化學(xué)兼容性以及電極間的狹窄空間，可在同樣的電壓下獲得更高的電場強(qiáng)度，有利于低電導(dǎo)率有機(jī)介質(zhì)中的顆粒Zeta電位的測試。

對(duì)于折射率差值很小的樣品，比如分散于NMP（折射率1.469）中的改性聚偏氟乙烯-三氟乙烯-三氟氯乙烯樹脂（PVDF-TrFE-CTFE折射率1.45±0.05）材料，最低固含量會(huì)高很多，通常最低固含量需要在0.1-1% （w/v）量級(jí)才能有足夠的散射光強(qiáng)進(jìn)行Zeta電位測量。對(duì)于特定樣品進(jìn)行一個(gè)成功的Zeta電位測量的最低固含量，應(yīng)該由試驗(yàn)實(shí)際測試得到。

由于Zeta電位測量過程中的散射光在向前的角度采集，因此激光應(yīng)該保證能夠穿過樣品。如果樣品的固含量過高，則激光將會(huì)由于樣品的重復(fù)散射衰減，降低了檢測到的散射光光強(qiáng)。為了補(bǔ)償此影響，衰減器會(huì)讓更多的激光通過。

總的來說，樣品的適宜測試固含量范圍須由測試方法開發(fā)和方法的驗(yàn)證來確定，使測試Zeta電位的結(jié)果準(zhǔn)確反應(yīng)樣品情況并具有穩(wěn)健性。

大多數(shù)樣品的分散相，可以歸于以下兩類：

1）介電常數(shù)大于20的分散劑被定義為極性分散劑，如乙醇和水。

2）介電常數(shù)小于20的分散劑被定義為非極性或低極性分散劑，如碳?xì)浠衔镱?、高?jí)醇類。

多數(shù)鋰電漿料樣品要求稀釋，Zeta電位的結(jié)果依賴于分散相的組成，稀釋介質(zhì)對(duì)于檢測結(jié)果的可靠性是非常重要的。對(duì)于高固含量漿料的Zeta電位測試，可盡量在保持漿料顆粒Zeta電位不變的條件下進(jìn)行稀釋。需要遵循的程序是從原始體系變?yōu)榭捎糜跍y量的稀釋樣品后，Zeta電位不變。這就要求在稀釋時(shí)，不僅原始體系和稀釋后體系之間的顆粒及其表面保持相同，而且介質(zhì)保持相同的電化學(xué)性質(zhì)，有相同的pH值和各種離子濃度，也即除了顆粒濃度，懸浮液的其他特性都不變。

制備樣品最關(guān)鍵的地方，是在稀釋過程中，保留納米顆粒表面的真實(shí)帶電狀態(tài)。最佳的辦法就是通過過濾或離心原始樣品，得到澄清的分散劑，使用這種分散劑稀釋原有固含量樣品，這種方式最大程度維持了顆粒表面與液體之間的平衡。

此外，讓樣品自然沉淀，使用上清液中留下的小粒子來檢測，也是可以參考的方法。Smoluchowski近似理論表明，在忽略慣性項(xiàng)，雙電層厚度遠(yuǎn)小于顆粒半徑時(shí)， Zeta電位與粒徑的參數(shù)無關(guān)，所以檢測上清液的小顆粒就可以表觀顯示整體顆粒表面電位情況。在粒子較大時(shí)，也可以將離心獲得的上層清液作為稀釋液，用來稀釋樣品，以獲取代表性的測試結(jié)果。對(duì)于用第三相（乳化劑）穩(wěn)定的通常不混溶的油相和水相的乳液，離心方法不適用。

對(duì)于pH非中性水性樣品的稀釋通常會(huì)導(dǎo)致體系pH值的變化，從而使Zeta電位結(jié)果發(fā)生偏移。如果要判斷漿料批次之間一致性或不同批次樣品之間的差異，而不嚴(yán)格要求測量Zeta電位的絕對(duì)真值，直接用去離子水平行稀釋多個(gè)樣品測試、比對(duì)結(jié)果也不失為一個(gè)簡單快速且有效的方式，但需要對(duì)測試條件進(jìn)行方法開發(fā)。

通常隨著稀釋倍率提高，探測器光子數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，需要通過測試不同稀釋條件下Zeta電位結(jié)果的重現(xiàn)性和趨勢(shì)變化，找到Zeta電位結(jié)果不明顯受濃度變化的影響且能夠?qū)Σ町悩悠愤M(jìn)行區(qū)分的條件作為最終的測試條件。

擴(kuò)散屏障法是一種通過最小化測量過程的影響來可靠地測量樣品電泳遷移率的方法。當(dāng)樣品與施加了電場的電極接觸會(huì)導(dǎo)致樣品發(fā)生變性或聚集，導(dǎo)致Zeta電位明顯變化時(shí)，NS-90Z Plus納米粒度電位儀利用擴(kuò)散屏障法將樣品顆粒與電極分離，可以很好地避免電極接觸對(duì)測試的影響。

擴(kuò)散屏障法制樣時(shí)通常加入較小的樣品量，用與樣品滲透壓接近的緩沖介質(zhì)將樣品與電極分離。由于這種保護(hù)僅由樣品與電極的距離提供，在樣品擴(kuò)散到電極之前，樣品都不會(huì)受到影響，使得樣品的測量結(jié)果更加可靠。

影響Zeta電位的最重要因素是pH。沒有引用pH值的Zeta電位值，可以說是沒有意義的數(shù)字。在不同pH值條件下的Zeta電位曲線上易于發(fā)現(xiàn)，在低pH時(shí)Zeta電位通常呈現(xiàn)正值，而在更高pH時(shí)為較低正值或是負(fù)值。曲線通過零Zeta電位的點(diǎn)即等電點(diǎn)（isoelectric point）。一般情況下它是膠體/漿料系統(tǒng)最不穩(wěn)定的點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用制漿配方、投料順序和混合工藝等都是非常重要的需要避開的參考指標(biāo)。

OMEC系列納米和電位分析儀對(duì)Zeta電位等電點(diǎn)的測試，可以配置不同pH樣品分別測試，將結(jié)果進(jìn)行曲線制圖，查找等電點(diǎn)數(shù)據(jù)。更常用的方式則是使用MPT多用途滴定附件遵循儀器軟件的測量步驟設(shè)置快速自動(dòng)執(zhí)行pH滴定測試。待測試結(jié)束后，在結(jié)果分析頁面，可以數(shù)據(jù)表和圖形形式查看滴定結(jié)果，并獲取等電點(diǎn)的數(shù)據(jù)。