锂电池原料的理化性能有哪些？如何对原料进行预处理？

1、 原料的理化性能。

　　（1） 石墨：非极*物质，易被非极*物质污染，易在非极*物质中分散；不易吸水，也不易在水中分散。被污染的石墨，在水中分散后，容易重新团聚。一般粒径D50为20μm左右。颗粒形状多样且多不规则，主要有球形、片状、纤维状等。

　　（2） 水性粘合剂（SBR）：小分子线性链状乳液，极易溶于水和极*溶剂。

　　（3） 防沉淀剂（CMC）：高分子化合物，易溶于水和极*溶剂。

　　（4） 异丙醇：弱极物质，加入后可减小粘合剂溶液的极*，提高石墨和粘合剂溶液的相容；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂网状交链，提高粘结强度。

　　乙醇：弱极物质，加入后可减小粘合剂溶液的极，提高石墨和粘合剂溶液的相容；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂 线*交链，提高粘结强度（异丙醇和乙醇的作用从本质上讲是一样的，大批量生产时可考虑成本因素然后选择添加哪种）。

　　（5）去离子水（或蒸馏水）：稀释剂，酌量添加，改变浆料的流动。

　　2、 原料的预处理：

　　（1） 石墨：

　　A、混合，使原料均匀化，提高一致。

　　B、300~400℃常压烘烤，除去表面油物质，提高与水粘合剂的相容能力，修圆石墨表面棱角（有些材料为保持表面特，不允许烘烤，否则效能降低）。

　　（2） 水粘合剂：适当稀释，提高分散能力。

　　3、 掺和、浸湿和分散：

　　（1） 石墨与粘合剂溶液极*不同，不易分散。

　　（2） 可先用醇水溶液将石墨初步润湿，再与粘合剂溶液混合。

　　（3） 应适当降低搅拌浓度，提高分散。

　　（4） 分散过程为减少极*物与非极*物距离，提高势能或表面能，所以为吸热反应，搅拌时总体温度有所下降。如条件允许应该适当升高搅拌温度，使吸热变得容易，同时提高流动*，降低分散难度。

　　（5） 搅拌过程如加入真空脱气过程，排除气体，促进固-液吸附，效果更佳。

　　（6） 分散原理、分散方法同正极配料中的相关内容，

　　在三、（一）、4中有详细论述，在此不予详细解释。

　　4、 稀释。将浆料调整为合适的浓度，便于涂布。

　　四、锂电池 配料时注意事项：

　　1、 防止混入其它杂质；

　　2、 防止浆料飞溅；

　　3、 浆料的浓度（固含量）应从高往低逐渐调整，以免增加麻烦；

　　4、 在搅拌的间歇过程中要注意刮边和刮底，确保分散均匀；

　　5、 浆料不宜长时间搁置，以免沉淀或均匀降低；

　　6、 需烘烤的物料必须密封冷却之后方可以加入，以免组分材料质变化；

　　7、 搅拌时间的长短以设备能、材料加入量为主；搅拌桨的使用以浆料分散难度进行更换，无法更换的可将转速由慢到快进行调整，以免损伤设备；

　　8、 出料前对浆料进行过筛，除去大颗粒以防涂布时造成断带；

　　9、 对配料人员要加强培训，确保其掌握专业知识，以免酿成大祸； 10、 配料的关键在于分散均匀，掌握该中心，其它方式可自行调整。、

1  采用LiFePO4材料作正极的意义

目前用作锂离子电池的正极材料主要有：LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2及LiFePO4。这些组成电池正极材料的金属元素中，钴（Co）最贵，并且存储量不多，镍（Ni）、锰（Mn）较便宜，而铁（Fe）最便宜。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此，采用LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是最便宜的。它的另一个特点是对环境无污染。

作为充电电池的要求是：容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全（不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸）、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错，特别在大放电率放电（5～10C放电）、放电电压平稳上、安全上（不燃烧、不爆炸）、寿命上（循环次数）、对环境无污染上，它是最好的，是目前最好的大电流输出动力电池。

2  LiFePO4电池的结构与工作原理

LiFePO4电池的内部结构如图1所示。左边是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳（石墨）组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。

LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移；在放电过程中，负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。

    锂电池生产技术目前已经成熟，它将替代铅酸、镍镉电池，成为电池界的明日之星。

    锂电池目前主要应用于电动自行车、电动汽车、以及手机等领域，这看似不多的应用范围中，却蕴含着庞大的需求量。以至于在回报方面，从2007年到现今，动力电池行业的IPO平均账面退出回报为6.8倍。

    相较于铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池等动力电池，锂电池具有比能量高、循环寿命长、质量轻、体积下，自放电率小、无记忆效应和绿色环保等安全突出的优势。

    现今，国内的锂电池产业经过不断的积累，已经形成一条较为完善的产业链，能够大量的生产锂电产品，锂电池逐渐替代市面上原有的铅酸电池等具污染性的动力电池是必然结果。

    在急需节能环保的时代，我们可以预见锂电池的应用领域将是多么的庞大。世界各地都在大力的发展清洁新能源，期望杜绝污染以及孤独消耗能源的产品。

    低碳环保的电动汽车，逐渐的走出实验室，走进了千家万户，而作为电动汽车的动力源的动力电池必将迎来一个辉煌的黄金时代。　　
　　五、 总论：

　　随着电池制程的日益透明，锂离子电池生产厂家越来越将配料列为核心机密，因为从材料的挑选、处理到合理搭配包含了太多技术人员的心血，同样的材料，有的厂家用起来特别顺利，有的厂家就麻烦百出；有的厂家用中档的材料可以 做出高端的电池，而有的厂家却使用最好的材料做成的电池惨不忍睹，以上资料如有不足之处，我们将及时更正。