新能源电池中，许多材料都是典型的粉体物质，包括锂离子电池中的磷酸铁锂（LiFePO4）、钴酸锂（LiCoO₂）、镍酸锂（LiNiO₂）、锰酸锂（LiMn₂O₄）；钠离子电池中的钛酸钠（NaTi2(PO₄)₃）、钠硫（Na₂S）、氧化钠（Na₂O）、普鲁士蓝类材料；锂硫电池中的硫粉、石墨（用作硫载体）；固态电池中的固态电解质、正负极活性材料等。

不同Na⁺/K⁺比例下合成的普鲁士蓝类材料的SEM 图像

在这些电池材料的制程中，粉碎/干燥/球化工序是必不可少的，主要原因是：

①“粉碎”可以使粉体材料的颗粒更细小，增大表面积，从而增加电池的反应界面，提高材料与电解液之间的接触面积，加速离子和电子的传输速度；

②“干燥”可以去除电池制程中涉及液体相和固体相的反应所引入的水分或有机溶剂，确保材料的稳定性和性能。

③石墨“球化”可以改善石墨颗粒的结构和性能，使其具备较好的电导性和机械强度。

95%以上的球形石墨

通过以上措施，能够显著地改善电池的性能，包括提高电池材料的均匀性和一致性，确保电池材料分布均匀，提高电池能量密度、充电速率和循环寿命等。此外，还可以避免电池局部反应不均继而导致的电池失效问题。

虽说无论是粉碎、干燥还是球化都已经是相当成熟的工艺，但在电池材料制程中仍需面临各种存在的问题及时俱进的新要求，如粒径控制方面，粉碎过程中需尽量确保粉末的颗粒大小均匀一致——过大的颗粒可能导致反应不完全，过小的颗粒可能增加了表面能，引起粉体堆积和团聚的问题。因此，精确控制粉碎粒径其实是一个长期存在的挑战。

总之，为了提高电池的整体性能，解决粉碎、干燥、球化等过程中的困难和难点，科研人员和工程师们不断进行技术创新和改进。如果您也想了解相关技术进展，欢迎关注7月24-26日在成都举办的“2023年全国新能源粉体材料暨钠离子电池产业创新发展论坛（第三届）”，届时来自西南科技大学的陈海焱教授将在其报告《新能源电池粉体材料制备新技术（粉碎/干燥/球化）》中，介绍项目组在新能源电池材料加工领域研发及应用的亚微米粉碎、控制性粉碎、微量及难去除水分物料干燥、大型石墨球化等加工新技术与装备。

个人简历

陈海焱，西南科技大学，教授/博士生导师。以空气动力学、气固两相流、材料物理为基础，长期从事超细粉碎、分级、颗粒形貌控制技、除尘净化、气力输送领域的研究和教学工作。主持或承担国家支撑计划、国家863项目、国家自然科学基金、国家技术创新基金等20余项目。获得授权发明专利15项。在国内外刊物上发表学术论文100余篇。特别强化科学研究成果在工程领域的应用，相关技术已在工程中大量应用，取得良好的经济和社会效益。

成都新能源论坛会务组

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