政策暖风吹进，新能源汽车已成为汽车发展的主要趋势之一。随着新能源汽车行业步入快轨，动力锂电池的需求量也水涨船高。想在锂电池市场上分一杯羹？你需要对影响动力电池性能的关键原材料——能源颗粒有足够的了解。

　　能源颗粒的制备生产主要分为混料磨料、高温烧结、粉碎分解三大主要环节，涉及上料卸料装置、混料机、高温窑炉、粉碎机以及除湿系统等设备，最终还要进行颗粒测试表征，每个环节的控制以及设备的性能都将对最终的产品产生直接或间接的影响。案例如下：

　　磷酸铁锂

　　磷酸铁锂由于安全性好，循环寿命长，原材料资源丰富，不造成环境污染而在中国得到了以BYD为首的众多动力电池厂家的追捧。磷酸铁锂虽好，但制备不易，总的来说有以下几点：

在磷酸铁锂制备的烧结过程中，氧化铁在高温还原性气氛下存在被还原成单质铁的可能性，单质铁会引起电池的微短路，是电池中最忌讳的物质。

产品一致性差。磷酸铁锂的合成是一个复杂多相反应，有固相磷酸盐、铁的氧化物以及锂盐，外加碳的前驱体以及还原性气相，很难保证反应一致性。

磷酸铁锂电池低温性能较差。将磷酸铁锂纳米化和碳包覆尽管可以提高材料的电化学性能，但是会带来电池的能量密度降低、合成成本的提高等问题。

磷酸铁锂还存在一些性能上的缺陷，如振实密度与压实密度很低，导致锂离子电池的能量密度较低。

　　三元材料

三元材料主要有镍钴铝酸锂（NCA）和镍钴锰酸锂（NCM）两种，其中NCA是目前商业化正极材料中比容量最高的材料。

我们都知道高镍三元材料是未来高能量密度动力电池的应用方向，可是为何一直用不好呢？这其中最重要的一个原因就是在高镍体系中，镍基材料吸收后会在表面生成强碱性的氢氧化锂和碳酸锂，易使浆料吸水后成果冻状。

同时,镍基材料吸水后，部分活性物质转化为没有活性的NiO，电化学性能减弱，同时残留的碳酸锂等在高压下分解导致电池充放电过程中电池的产气现象。因此，在高镍三元材料的生产中，必须对环境湿度进行严格控制，当镍含量超70%时，最好采用氢氧化锂为锂源，使用氧气气氛。

三元材料中的镍含量越高，材料的稳定性越差，安全性也就越差。而提高三元材料的安全性首先从三元材料本身来讲，进行陶瓷氧化铝的包覆，控制镍的含量在合理的范围（811当然比622更不稳定）。其次在和电池体系中其他材料的配合上也要下功夫研究，例如电解液添加剂的匹配，陶瓷隔离膜的选择等。

　　钛酸锂

钛酸锂材料在很多传统锂电生产线上无法正常生产的原因之一就是材料的PH为11或12，吸湿性极强。这就使得钛酸锂材料在电池制作的前段工艺如配料、搅拌、涂布、滚压时随地点、气候、季节的不同而材料的吸潮量也不同，最终导致产品胀气、质量失控。

如何降低材料的吸潮性,有人认为,在钛酸锂材料表面包覆一薄层憎水性材料同时又不阻挡锂离子与电子的进出应该是一个很值得研究的课题。通过表面包覆或掺杂等方法能提高电极的表面电导率，从而加快传荷反应速率可使电池的倍率性能的增强。综合来讲，钛酸锂负极材料生产需解决如下问题:

1、由于钛酸锂极强的吸湿性,物料会变得流动性差，生产过程中极易出现粘壁、架桥、物料控制精度问题。给料仓设计、管道设计、混合系统、匀浆系统等都会带来很多挑战。

2、由于钛酸锂需要碳包覆，不同材料的碳源其颗粒度、密度、流动特性等差别很大,而且这些碳源普遍存在的极细的颗粒度、极小的堆积密度,给储料系统、输送系统、计量系统定量给料等都带来很多问题,如难以达到产量、难以控制配料精度、难以控制粉尘污染等。

　　硅碳负极

业内人士都知道，石墨的理论比容量是372mAh/g，而硅负极的理论比容量高达4200mAh/g。石墨作为成熟的负极材料，其能量密度已经基本被充分发挥，要想在能量密度上有所提升，与硅结合是一种较好的方式。

硅碳复合材料的制备工艺有很多种，利用球磨法制备的硅碳负极原料颗粒之间混合均匀且粒径较小，同时颗粒之间空隙也有利于电池的循环性能的提高。利用高温裂解法制得的硅碳复合材料克容量低于高能球磨法制得的Si/C复合材料，但是高于石墨。这是因为用热解方法制备的电极材料中含有大量的无电化学活性的物质，使电极材料容量下降。

硅碳负极在充放电过程中，硅的体积会膨胀100%-300%，不断的收缩膨胀会造成硅碳负极材料的粉末化，严重影响电池寿命；正因如此，硅碳负极在研发和应用方面的面临着较高的技术壁垒。通过控制碳材料中硅的含量、减小硅的体积到纳米级，或者通过改变石墨质地、形态等，实现碳和硅的最佳匹配，还可以通过采用其他物质对硅材料进行包覆，促进膨胀后的复原，或采用更适宜的电极材料等一系列方法，来减少硅膨胀带来的诸多问题。

　　碳负极材料石墨化

负极材料石墨化是指高温下将碳原子由杂乱不规则排列转变为规则排列的六方平面网状结构，即石墨微晶结构，其目的是获得石墨高导电、高导热、耐腐蚀、耐摩擦等的性能。石墨化温度可高达3100℃，温度越高，石墨化微晶结构发育越完善。

不同于其他工艺，负极材料石墨化工序为粉体石墨化工序，由于加工对象比表面高，有更大的接触面积，所以在高温石墨化工序过程中挥发出来的有机物质极易与空气中的氧发生反应而造成安全事故。所以负极材料石墨化加工环节的设备使用和加工工艺，具有极高的技术壁垒。

　　新型能源颗粒

新型能源颗粒如：石墨烯、碳纳米管、三元锂电正极、钠离子电池电极、金属锂等材料在能源存储与转化行业中的应用技术现阶段尚不成熟，在此不做阐述。

　　更多关于能源颗粒制备难题，

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