采用微波干燥新技术干燥锂电池正极材料解决了哪些问题？

       锂离子电池是以2种不同的能够可逆地插入及脱出锂离子的嵌锂化合物分别作为电池的正极和负极的2次电池体系。充电时，锂离子从正极材料的晶格中脱出，经过电解质后插入到负极材料的晶格中，使得负极富锂，正极贫锂；放电时锂离子从负极材料的晶格中脱出，经过电解质后插入到正极材料的晶格中，使得正极富锂，负极贫锂。这样正负极材料在插入及脱出锂离子时相对于金属锂的电位的差值，就是电池的工作电压。

锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点：高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点，锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。

采用微波干燥新技术干燥锂电池正极材料，解决了常规锂电池正极材料干燥技术用时长，使资金周转较慢，并且干燥不均匀，以及干燥深度不够的问题

具体特点有：

1、 采用锂电池正极材料微波干燥设备，快捷迅速，几分钟就能完成深度干燥，可使最终含水量达到千分之一以上

2、 采用微波干燥锂电池正极材料，其干燥均匀，产品干燥品质好。

3、 采用微波干燥锂电池正极材料，其高效节能，安全环保。

4、 采用微波干燥电池正极材料，其无热惯性，加热的即时性易于控制。微波烧结锂电池正极材料具有升温速度快、能源利用率高、加热效率高和安全卫生无污染等特点，并能提高产品的均匀性和成品率，改善被烧结材料的微观结构和性能。synotherm注册资金2008万，是全球知名的工业微波窑炉装备制造商和工业微波加热解决方案提供商

近年来，锂电池相关政策陆续出台推动着产业上下游企业如雨后春笋般成立。锂电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和电解液等构成，正极材料在锂电池的总成本中占据40%以上的比例，并且正极材料的性能直接影响了锂电池的各项性能指标，所以锂电正极材料在锂电池中占据核心地位。

目前已经市场化的锂电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品。

随着我国经济的快速发展，对电池新材料需求的不断增加，再加上手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机、汽车等产品对新型、高效、环保电池材料的强劲需求，我国电池新材料市场将不断扩大。锂电池作为电池未来发展方向，其正极材料市场发展前景看好。同时，3G手机推广和新能源汽车的大规模商业化都将为锂电池正极材料带来新机遇。

虽然锂电池正极材料具有广阔的市场，前景十分乐观。但锂电池正极材料还存在一定的技术瓶颈，尤其是它的电容量高与安全性能强的优势还未充分发挥出来。

实际上，在锂电池正极材料领域，任何微小的技术革新都有可能掀起新一轮的市场拓展，我国企业应加强对正极材料关键技术的研发攻关，取得国际领先地位，增强核心竞争力，在国际竞争中取得优势。

整体定位

　　围绕国家中长期科技发展规划, 围绕国家中长期科技发展规划,结合节能 减排,可再生能源开发,能源新技术和能源 减排,可再生能源开发, 经济战略研究为一体,与企业紧密合作, 经济战略研究为一体,与企业紧密合作,开 发新的技术和产品,加强应用和示范推广, 发新的技术和产品,加强应用和示范推广, 全面提升在能源, 全面提升在能源,资源利用效率和科技创新的能力.

　　重点研究方向

　　以新型能源材料研究为切入点, 以新型能源材料研究为切入点,在功能分子材料的基础上 整合相关研究力量, 物理,化学,材料, ,整合相关研究力量,通过 物理,化学,材料,生物等 多学科的交叉与融合,在能源, 多学科的交叉与融合,在能源,资源有效利用领域实现突 破. 化石能源新技术 化石能源新技术——徐华龙教授负责 徐华龙教授负责 储能材料 —— 生物质能 —— 夏永姚,余爱水教授负责 夏永姚, 钟扬教授负责 太阳能材料 —— 候晓远教授负责

　　锂离子电池工作原理

　　当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子脱出, 生成的锂离子经过电解液运动到负极.当对电池进行放电 时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子 脱出,又回到正极. 在电池的充放电过程中,锂离子处于从正极→负极→ 正极的运动状态——摇椅式电池.

　　锂离子电池的优缺点

　　优点:电压高,比能量大,循环寿命长,安全 性能好,无公害,无记忆效应,自放电小,有 些体系可快速充放电,工作温度范围宽. 缺点:电池成本较高,有些材料不能大电流放 电,需要保护线路控制(过充保护,过放保 护).

　　锂离子电池的分类及其特点

　　根据锂离子电池所用电解质材料不同,锂离子电池分为液 态锂离子电池和聚合物锂离子电池两大类. 相同点:一般正极使用LiCoO2,负极使用各种碳材料如石 墨,同时使用铝,铜做集流体. 不同点:电解质的不同,锂离子电池使用的是液体电解质 ,而聚合物锂离子电池则以聚合物电解质来代替

　　锂离子电池的分类及其特点

　　圆柱形(卷绕式) 安全性好, 但比能量较低,成本较高 方型(叠片式) 比能量较高,成本较低,但安全性有待改善。

锂离子电池的应用

　　1,锂离子电池在手机和笔记本电脑中应用

　　随着手机笔记本电脑向轻,薄,小化的发展,人们对 电池的稳定性,连续使用时间,体积,充电次数和充电时 间等的要求越来越高,要使手机和笔记本电脑可以最小型 化,只有锂离子电池是最好的电源.

　　2,锂离子电池在电动车(EV)行业的应用

　　目前混合动力电动汽车在要求使用高可靠性的双路用 备用电源上连接数十个电化学电容器.而且随着汽车电子 控制线路的增多,这种备用电源要求具有越来越大的容量 ,与现在的电化学电容器相比,新型锂离子电池具有相同 的高可靠性,而且能够大幅降低占用空间等特点.而且主 电源镍氢电池也正在被锂离子电池取代.

　　3,在航空航天方面的应用

　　由于锂离子电池具有很强的优势,因此目前已经用于 火星着陆器和火星漫游器.在今后的系列探测任务也将采 用锂离子电池.除了美国航空航天局的星际探索外,其它 航天组织也在考虑将锂离子电池应用于航天任务中.目前 锂离子电池在航空领域的主要作用是为发射和飞行中的校 正,地面操作提供支持;同时有利于提高一次电池的功效 并支持夜间作业.神七已经用了锂离子电池作为主电源.

　　4,在军事方面的应用

　　对于军队而言,目前锂离子电池除了用于军事通信外, 还用于尖端武器,如鱼雷,潜艇,导弹等;由于锂离子电 池具有非常好的性能,能量密度高,质量轻,可促进武器 的灵活性.

　　5,其它方面的应用

　　小到从电子表,CD唱机,移动电话,MP3,MP4,照 相机,摄影机,各种遥控器,剔须刀,手枪钻,儿童玩具 等.大到从医院,宾馆,超市,电话交换机等场合的应急 电源,电动工具.由此可见,锂离子电池在目前的应用将 会随着这些电器设备的使用和普及,将会有广泛的前景.

小型锂离子电池市场分析

　　目前全球的小型锂离子电池市场主要集中于移动通信和 笔记本电脑,占到整个锂离子电池的90%以上 从2002年第四季度开始,锂离子电池供货量超过了镍氢 电池.2003 年第四季度,锂离子电池的月供货量达到1亿只 ,而镍氢电池下降至5000万只/月.锂离子电池出货量几乎是 镍氢电池的1倍. 2003年,包括三洋,索尼,三星,LG和比亚迪在内的锂 离子电池厂家都开始扩大投资和增大生产. 目前在电子产品市场锂离子电池几乎已经完全占领了市场.

　　动力锂离子电池市场分析

　　目前锂离子动力电池已经完全能够在电动自行车和电 动摩托车上应用. 目前用作电动汽车能源的有阀控铅酸电池(VRLA), Ni-Cd 电池,Ni-Zn电池,Ni-MH 电池,Zn空气电池,锂聚 合物电池和锂离子电池. 能达到美国先进电池联合体中期目标希望最大的还是 锂离子电池和锂聚合物电池. 锂离子电池正在取代其他电池用在电动工具中.

　　世界锂离子电池发展情况

　　在2000年以前,日本的锂离子二次电池产量占到世界 的95%以上. 近年来中国和韩国厂商的迅速发展正逐渐改变这一格 局.进入2001年以后,中国的锂离子二次电池产业开始进 入快速成长的阶段,产量年均增长超过140%.韩国凭借其 近年来在消费和移动等IT终端产品领域的强势增长,韩国 的锂离子电池业有了长足的发展. 全球锂离子二次电池的生产经过近几年的发展,已基 本形成了中,日,韩三分天下的格局.

中国锂离子电池产业发展现状

　　1,生产状况

　　目前,中国已经成为全球最大的锂电池生产制造基地 之一,我国锂离子二次电池的生产厂家集中在广东,山东 ,江苏,浙江,天津等地,广东约占总生产量的三分之二 以上,主要集中在深圳,东莞,中山等地.其中,深圳盘 踞了比亚迪,比克,邦凯,华粤宝等为代表的一批领先的 国产锂离子电池制造商,已成为我国最大的锂电池生产基 地.

　　中国锂离子电池产业发展现状

　　2,销售状况

　　我国锂离子二次电池的主要消费领域是手机和笔记本 电脑.手机和笔记本一直为锂离子二次电池最主要和最大 的两个应用领域,尽管随着数码相机,便携游戏机以及 MP3和DVD等移动视听新型市场的崛起,手机和笔记本市 场分享有一定的下降,但手机和笔记本作为锂离子二次电 池最大的两个应用市场的格局仍然将长期维持.2005年手 机和笔记本锂离子二次电池的出货量占到全部市场的93%

　　锂离子电池材料

　　电池一般都是由正极,负极,隔膜,电解液等基本的元素 组成. 正极:钴酸锂 ( LiCoO2 ),镍酸锂 ( LiNiO2 ),锰酸锂 (LiMn2O4 )等; 负极:人造石墨系列,天然石墨系列,焦炭系列等等; 隔膜:聚乙烯 ( PE ),聚丙稀 ( PP ) 等组成的单层或者多层 的微多孔薄膜; 电解液:碳酸丙烯酯 ( PC ),碳酸乙烯酯 ( EC ),二甲基碳 酸酯 ( DMC ),二乙基碳酸酯 ( DEC ),甲基乙基碳酸酯 ( MEC )等组成的一元,二元或者三元的混合物.

　　离子电池材料

　　市场上所售的锂离子电池大多是以钴酸锂为正极, 石墨系列为负极的电池,但也包括其他很多材料. LiFePO4 , Li-Ni-Mn-O. Li-Ni-Co-Mn-O, Li-Mn-O ,Li-CoNi-O等正极材料是目前研究的重点,Li-Ti-O 和硅基, 锡基材料是目前负极材料研究的重点.

　　几种主要材料介绍

　　1,LiMn2O4 尖晶石型LiMn2O4 因其资源丰富,具有价位低,安全性好 ,结构相对稳定以及绿色无污染等优点,引起人们的普遍 关注,有望成为替代层状钴酸锂,镍酸锂的新型锂离子电 池材料,是需要关注的主要材料之一. 2,LiFePO4 LiFePO4 便宜,毒性小,环境相容性好,安全性好,是一 种颇具潜力的锂离子电池正极材料,具有价格,环境等方 面的优势,在动力电池的应用前景十分广阔.

　　几种主要材料介绍

　　3,Li4Ti5O12负极材料 当前, 碳负极锂离子蓄电池已经得到了广泛的应用,但是 它也还存在缺点,如碳负极的电位与锂的电位很接近,电 池过充时,金属锂可能在碳电极表面析出而引发安全问题 .而钛酸锂具有充放电过程中骨架结构几乎不发生变化的 "零应变"特性,嵌锂电位高(1.55V vs. Li/Li+)而不易引起 金属锂析出,库仑效率高,锂离子扩散系数 (为2×10-8 cm2/s)比碳负极高一个数量级等优良特性,具备了下一代 锂离子蓄电池必需的充电次数更多,充电过程更快,更安 全的特性.

　　几种主要材料介绍

　　炭包碳材料 利用天然石墨资源,进行处理,达到甚至超 过现有人工石墨材料作为离离子电池负极 材料.

锂离子电池产业链

　　锂离子电池产业可以分为上游的原材料, 中游的制造与组装,下游的应用三大范畴

　　锂离子电池材料的资源

　　生产锂离子电池所需的材料比较多,因此所涉及自然 资源的种类也比较多.了解自然资源在我国及在世界上的 分布对理离子电他的发展具有明显的促进意义. 在这里主要介绍我国的石墨资源,锂资源,钴资源, 镍资源和锰资源的种类及其分布,并简述这些资源在世界 其它地区的分布.

　　石墨资源

　　我国石墨资源丰富,储量居世界第一位.全国20个省 (自治区)有石墨产出,探明储量的矿区有91处,矿物总保 有储量1.73亿吨.石墨矿床分布在黑龙江,湖南,山东, 内蒙古自治区,吉林等省.黑龙江石墨储量居全国第一, 占全国的64.1%.

　　锂资源

　　锂矿资源的种类主要有矿石锂(Li2O)和卤水锂矿(锂以 氯化物存在).国外Li2O总储量为2800万吨以上,主要产于 美国,加拿大,智利,前苏联及津巴布韦等地区.锂矿共 生石盐,钾盐,镁盐,硼等,常见的有锂蓝铁矿 (triphylite),磷锂矿(lithiophilite). 我国是亚洲惟一盛产锂矿的国家,主要分布在9个省 区.其中矿石锂主要分布在7个省区.以保有储量(Li2O)排 序依次为:四川,江西,湖南,新疆.

　　钴资源

　　钴在自然界分布很广.但在地壳中的平均含钴量仅为 0.0023%,占第34位.钴矿的种类主要有:辉钴矿(钴的硫 化物和砷化物),方钴矿,水钴矿(水合氧化钴),硫铁矿(钴 及镍的硫化物),砷钴矿,镍钴矿,硫镍钴矿,方砷钴矿 ,菱钴矿等. 我国钴资源相对加拿大,俄罗斯,澳大利亚这些资源 大国而言较贫乏,而且还存在着一些不利的特点:低品位 的贫矿占很大比例,大量富矿储量压在开采区下部,因而 制约产量的进一步增长. 目前国内每吨钴的生产成本为10万一15万元,而世界 产钴大国由于矿石品位高,工艺简单,钴的成本不超过 2000美元/吨,大大低于国内开发成本.

　　镍资源

　　在地球地壳中镍元素蕴藏量列第24位,一般常与砷, 锑及硫等元素混合在矿石中. 主要镍矿品种有红砷镍矿,红锑镍矿,斜方砷镍矿, 砷镍矿和红土型镍矿等. 1992年全世界探明镍金属储量为5000万吨,主要分布 在中北美洲和中亚地区. 我国镍矿资源较丰富,探明镍金属储量866万吨,保 有储量785万吨,居世界第5位,主要分布在两北,西南和 东北地区.中国的镍富矿少,主要是硫化镍矿,因此对贫 矿资源,硅酸镍资源的综合利用应引起足够的重视.

　　锰资源

　　锰矿的主要种类有便锰矿,菱锰矿,钨锰矿等. 世界锰矿资源十分丰富,仅陆地上锰矿储量就有9亿吨. 我国锰矿石保有储量1.22亿吨,基础储量1.97亿吨,资源储 量3.46亿吨.资源总量5.43亿吨,其中富矿仅占6.4%.我国 锰矿储量仅次于南非,乌克兰,加蓬,居世界第4位. 中国是世界上锰产品的生产和出口大国.大多为沉积型 或次生氧化堆积型,但以中低品位矿石和碳酸锰矿石为主 ,分布广泛,在全国21个省(自治区)均有产出. 除了陆地资源外,锰矿的海洋资源也非常丰富,主要为 锰结核.它是20世纪70年代才大量发现的著名深海矿产.

锂离子电池发展前景

　　我国锂电池的发展我国政府对锂电池的研究工作相当重 视,早在"863"计划中便把研究开发锂离子电池列为关键 项目,"九五"期间又将锂离子电池列入国家重点科技攻关 项目,把它作为电子行业新的重大经济增长点. 我国的锂电池技术目前落后于日本,但在未来发展潜力 上超过日本.随着我国研发能力的提高,加上我国低成本的 优势,我国在锂电池在未来的竞争中将占据有力地位.

　　随着对现有材料和电池设计技术的改进以及新材料的 出现,锂离子电池的应用范围不断被拓展.民用已从信息 产业(移动电话,PDA,笔记本电脑等)扩展到能源交通 (电动汽车,电网调峰,太阳能,风能电站蓄电),军用 则涵盖了海(潜艇,水下机器人),陆(陆军士兵系统, 机器战士),天(无人飞机),空(卫星,飞船)诸兵种 ,锂离子电池技术已不是一个单纯一项产业技术,它攸关 信息产业的发展,更是新能源产业发展的基础技术之一, 并成为现代和未来军事装备不可缺少的重要"粮食"之一 .

　　市场调查公司美国Frost & Sullivan预计,锂电池的全球市 场今后将大幅增长,2013年供货量将达到39.9亿块. Frost & Sullivan分析指出,锂电池能源密度的提高以及轻 量化是今后需求扩大的关键. 配备高能效电池的产业用便携设备的需求增加也将推动 锂电池市场的增长.消费类产品用锂电池市场已经成熟, 而面向产业及车载的市场今后5年～7年内还会持续增长.

　　混合电动车(HEV,Hybrid Electric Vehicle), HEV的动力 系统包括内燃机和电池组,兼备了内燃机汽车和电动车优 点.丰田Prius,本田Insight,福特Prodigy,通用Precept等 混合动力车已开始小批量投放市场,引起强烈反响. 据美国能源部调查,HEV将成为市场的主流产品,估计 到2020年HEV将有可能占世界汽车总数的50%.未来10～ 20年将是HEV高速发展的阶段,而高性能,低成本的电池 及相关材料的开发是非常重要的关键环节.

　　锂离子电池必将继续增长的三点原因

　　锂离子电池是为电子产品提供动力能源的配套产品,其消 费需求增长取决于需要其配套的电子产品的消费增长.目 前主要用于手机,手提电脑,未来在台式电话子母机,摄 像机,电动自行车,军警移动通讯工具和设备,以及电动 汽车等领域将广泛运用,其潜在需求巨大. 人们越来越重视环境保护和寻求不可再生能源的替代品. 各国都在研制环保型汽车,电动汽车是其中的方案之一. 如果锂离子电池的成本能够降下来,未来作为电动车的电 源是完全能够胜任的. 追求高比能量的高性能电池.随着锂离子电池的普及,人 们对电池的性能也提出了更高的追求.所以开发高端的更 安全,更轻薄,更大容量的锂离子电池必是未来锂离子二 次电池企业必然之路.

　　锂离子电池发展前景

　　对诺基亚,索尼等公司召回手机,笔记本电池事件,业 内专家认为锂离子电池仍是目前最佳,最安全的选择,虽 然目前很多企业在开发燃料电池以替代锂离子电池,但目 前便于携带的燃料电池还达不到商用标准,且也并非100% 安全.而分析师Geoff Blaber认为在未来的3-5年时间内这 种情况不会有太大改观,而且即使达到商用标准其在手机 等产品中的普及也需要一段时日,因此近年内无需担心其 他电池产品对锂离子电池的替代.

　　锂离子电池产业是否存在过剩潜在 因素

　　近几年,随着锂离子电池产品技术的日益成熟,以及移动 电子产品朝着小型化,轻型化,多功能化方向的发展,移 动电子产品制造商及消费者均迫切地对二次电池的能量密 度提出了更高的要求,锂离子电池在二次电池中所占的比 重越来越高,已呈取代镍镉电池和镍氢电池之势. 电池行业整体的销售收入呈现上升的趋势,其中蓄电池逐 步稳定增长,原电池增长量低于蓄电池,这表明蓄电池市 场空间拓展很快.而原电池市场处于产品结构转型期,旧 的市场接近饱和,新的市场的形成还需要一段时间.但从 整体来看,锂离子电池业的发展态势是向上的,前景看好

　　.

　　随着太阳能,风能产业的发展,锂离子电池在这些产业方 面将大有作为. 电动汽车的产业化估计在今后10年内完成,近十年内必须 开发出高比能,高比功率,能快速充电和具有深度放电功 能,循环和使用寿命长,安全,不污染环境,可再生及价 格合理的电池及相关材料.

中国锂离子电池产业驱动因素

　　作为电池中的佼佼者,锂离子电池正以一种令人惊讶的速 度吞噬着越来越多的市场份额,并逐渐成为电池市场的主 流产品.可以说在未来的电池行业中,谁拥有更好的锂电 池制造技术就意味着谁能抢占市场的先机,获得巨大的利 润.这将为我国锂电产业的发展提供直接的动力

　　由于锂电产业的发展将关系到我国电池行业在世界市场的 生存,我国政府对锂电池的研究工作相当重视,早在 "863"计划中便把研究开发锂离子电池列为重中之重的项 目,"九五"期间又将锂离子电池列入国家重点科技攻关 项目,在使之成为电子行业新的重大经济增长点的同时, 带动整个行业的技术进步和经济发展.政府的重视为我国 锂电池行业的发展提供了一个良好的契机;随着政府向锂 离子电池行业投入更多的资金和人力,在"863","十一 五"等计划的支持下,中国锂离子电池行业正以前所未有 的速度发展,高端展品市场竞争力也在不断增强,有望在 未来的发展中赶超国外水平,赢得更强的竞争 .

目前锂电池能量密度低。首先，能量密度低，车重了，空间也小了，需要发现电池新材料。其次，电池续航能力差，声称续航达到100公里以上的都是指理想状态，实际路面续航都是60公里左右，如果在北京这样的拥堵大城市，60公里不够。第三个是安全性较差，这个问题尚存争议，因为做电池的材料都不稳定，的确容易爆炸。

锂电池负极材料把握动力电池安全性命脉，在锂离子电池负极材料中，除石墨化中间相碳微球(MCMB)、无定形碳、硅或锡类占据小部分市场份额外，天然石墨和人造石墨占据着90%以上的负极材料市场份额。在2011年的负极材料市场统计中显示：负极材料的全球总产量应用达到32000吨，相比去年同期增长28%，其中天然石墨和人造石墨负极材料两者占据了89%的市场份额，而随着这几年由于电子产品的增速，特别是手机平板电脑领域里锂离子电池应用的增加,导致相应的电池正负极材料这几年产能迅猛上升，石墨负极材料从2009年到2011年连续三年的增速都达到25%以上。

2013年全球隔膜需求量可达5.63亿平方米，为2011年市场容量的1.41倍，产值约17亿美元。国内隔离膜市场需求2011年约1.28亿平方米。我国锂电产品已经占到全球约30%的市场份额。国内隔离膜市场需求与锂电市场同步增长。

目前国内隔离膜用量80%依靠进口，对国产隔离膜的需求还有很大的空间。国产隔离膜在国内市场的占比将快速上升，2013年国产隔离膜在国内市场的份额预计将超过30%，2015年将超过40%。

综合来看，锂离子电池正极材料的发展方向是磷酸铁锂。虽然国内磷酸铁锂正极材料的研发如火如荼，但缺乏原始创新技术。锂离子电池负极材料未来有两个发展方向——钛酸锂材料和硅基材料。国内近年来开发的硅基材料基本能达到高比容量、高功率特性和长循环寿命的要求，但产业化还须突破工艺、成本和环境方面的制约。我国在锂离子电池隔膜国产化方面已取得一定成绩，但要实现高端产品的大规模生产仍有较长的路要走。六氟磷酸锂在锂离子电池电解质中占有绝对的市场优势，但我国基本上受制于日本技术，自主研发实力薄弱。^[1]

利用功能涂层对电池导电基材进行表面处理是一项突破性的技术创新，覆碳铝箔/铜箔就是将分散好的纳米导电石墨和碳包覆粒，均匀、细腻地涂覆在铝箔/铜箔上。它能提供极佳的静态导电性能，收集活性物质的微电流，从而可以大幅度降低正/负极材料和集流之间的接触电阻，并能提高两者之间的附着能力，可减少粘结剂的使用量，进而使电池的整体性能产生显著的提升。

涂层分水性（水剂体系）和油性（有机溶剂体系）两种类型。

导电涂层涂碳铝箔/铜箔的性能优势

1.显著提高电池组使用一致性，大幅降低电池组成本。如：

· 明显降低电芯动态内阻增幅 ;
　　· 提高电池组的压差一致性 ;
　　· 延长电池组寿命 ;

· 大幅降低电池组成本。

2.提高活性材料和集流体的粘接附着力，降低极片制造成本。如：

· 改善使用水性体系的正极材料和集电极的附着力；
　　· 改善纳米级或亚微米级的正极材料和集电极的附着力；
　　· 改善钛酸锂或其他高容量负极材料和集电极的附着力；

· 提高极片制成合格率,降低极片制造成本。

涂碳铝箔与光箔的电池极片粘附力测试图

使用涂碳铝箔后极片粘附力由原来10gf提高到60gf（用3M胶带或百格刀法），粘附力显著提高。

3.减小极化，提高倍率和克容量，提升电池性能。如：

· 部分降低活性材料中粘接剂的比例，提高克容量；
　　· 改善活性物质和集流体之间的电接触；
　　· 减少极化，提高功率性能。

不同铝箔的电池倍率性能图

其中C-AL为涂碳铝箔，E-AL为蚀刻铝箔，U-AL为光铝箔

4.保护集流体，延长电池使用寿命。如：

· 防止集流极腐蚀、氧化；
　　· 提高集流极表面张力，增强集流极的易涂覆性能；
　　· 可替代成本较高的蚀刻箔或用更薄的箔材替代原有的标准箔材。

不同铝箔的电池循环曲线图（200周）

其中（1）为光铝箔，（2）为蚀刻铝箔，（3）为涂碳铝箔

锂电池负极材料的研究

作为锂二次电池的负极材料，首先是金属锂，随后才是合金。但是，它们无法解决锂离子电池的安全性能，这才诞生了以碳材料为负极的锂离子电池。
　　聚合物锂离子电池的负极材料与锂离子电池基本上相同。从前面讲过聚合物锂离子电池的发展过程可以看出，自锂离子电池的商品化以来，研究的负极材料有以下几种：石墨化碳材料、无定形碳材料、氮化物、硅基材料、锡基材料、新型合金和其它材料。本章主要讲述实用负极材料，即石墨化碳材料，其它负极材料的研究在进行论述。
　　对于实际应用负极材料而言，要考虑的因素比较多，除了可逆容量、不可逆容量和循环性能外，还应该包括负极材料与集流体的黏结性 （即涂布性）、制成负极极片的压实密度、体积容量密度、质量容量密度等，而后面这些因素往往是从事负极材料研究的人员所忽略的。当然，负极材料的导电性、比表面积也是要考虑的因素。
　　由于碳材料种类比较多，为了更好地了解负极材料，对一些与碳材料有关的基本知识先进行介绍。^[2]

混合分散工艺在锂离子电池的整个生产工艺中对产品的品质影响度大于30%，是整个生产工艺中最重要的环节。锂离子电池的电极制造，正极浆料由粘合剂、导电剂、正极材料等组成；负极浆料则由粘合剂、石墨碳粉等组成。正、负极浆料的制备都包括了液体与液体、液体与固体物料之间的相互混合、溶解、分散等一系列工艺过程,而且在这个过程中都伴随着温度、粘度、环境等变化。在正、负极浆料中，颗粒状活性物质的分散性和均匀性直接响到锂离子在电池两极间的运动，因此在锂离子电池生产中各极片材料的浆料的混合分散至关重要，浆料分散质量的好坏，直接影响到后续锂离子电池生产的质量及其产品的性能。

传统搅拌方式

目前传统的锂电池正极浆料的制备都是在双行星分散设备中完成的。尽管目前在小型电池生产技术上已日趋成熟，但目前锂离子电池的生产过程中，电池的一致性控制仍然是锂离子电池制作的技术难点，尤其是对于大容量、大功率的动力型锂离子电池。另外，随着锂离子电池材料的不断进步，原材料颗粒粒径越来越小，这不仅提高了锂离子电池性能，也非常容易形成二级团聚体，从而增加了混合分散工艺的难度。在锂离子电池生产过程中，对电池电极结构的控制是关键，尽管很多锂离子生产厂家对此未引起重视，采用不同结构的电极片生产的电池的自放电率、循环性、容量、一致性等都不同。

如何控制其电极片内部的微观结构，是锂离子电池生产过程的关键技术。所以在制备电极片过程中，必须控制好锂离子电池浆料的混合分散质量，提高电池浆料的均匀一致性和分散稳定性。

新一代搅拌工艺

锂离子电池浆料的混合分散过程可以分为宏观混合过程和微观分散过程，这两个过程始终都会伴随着锂离子电池浆料制备的整个过程。而根据传统工艺中的叶轮剪切——循环特性，可以把叶轮的作用分为两大类，第一类是对叶轮附近产生的剪切作用；第二类则是通过叶轮泵出的流量产生循环作用。浆体的进一步分散作用主要依靠叶轮的剪切作用，而叶轮的流量决定了叶轮的分散的能力。而在离叶轮端部较远的区域，总会存在一层浆料始终停滞不动，这个区域也就是人们常说的“死区”，分散设备的工作区域越大，而且浆料黏度越高，“死区”的问题就越突出，就算采用不同的叶轮和结构，死区仍然难以避免，因此在锂离子电池浆料的制备过程中，所制得的浆料产品就会出现混合分散不均匀、粉体颗粒与粘合剂接触不均匀、易分层和发生硬性沉淀等一系列问题。浆体的流变性十分复杂．一种浆体在低浓度时可能表现为牛顿流体或假塑性流体；浓度稍高产生絮团后，可能表现为宾汉流体；更高的浓度下又可能会出现胀塑性流体。

对同—种浆料，在剪切率不太高时，不出现胀流现象，剪切率高时又可能转化为胀塑性流体。有些非牛顿流体在低剪切速率和高剪切速率下都可能呈现牛顿流体形象，这可能是因为在低剪切速率下，分子的无规则热运动占优势，体现不出剪切速率对其中物料重新排列使表观粘度的变化，当剪切速率增高到一定限度后，剪切定向达到了最佳程度，因而也使表观粘度不随剪切速率而变。如前所述，许多非牛顿体其流变特性受到体系中结构变化的影响。

在超剪切分散设备中，作用于液体的能量一般相当集中，这样可以使液体收到高能量密度的作用。引入能量的类型和强度必须足以使分散相颗粒有效地均匀分散。分散均匀的本质是使物料中分散相（固体颗粒、液滴等）受流体力学上的剪切作用和压力作用破碎并分散。

液体物料分散系中固体分散相颗粒或液滴破碎分散的直接原因是受到剪切力和压力的共同作用。引起剪切力和压力作用的具体流体力学效应主要有三种，它们分别是层流效应、湍流效应和空穴效应。层流效应的作用是引起固体分散相颗粒或液滴的剪切和拉长，湍流效应的作用是在压力波动作用下引起固体分散相颗粒或液滴的随意变形，而空穴效应的作用则是使形成的小气泡瞬间破灭产生冲击波，而引起剧烈搅动。

综上所述，超剪切分散设备内物料的分散机理比较复杂，主要是以剪切作用起主导作用，而以其他作用为辅。浆体物料在高频压力波的作用下产生反复的压缩效应，同时又受到超剪切分散设备内窄小间隙内的剪切力和回旋剪切力的强烈作用，如此综合反复的作用，被处理的浆料产生强烈的分散和粉碎作用，最终达到快速超细分散的目的。