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邁克孚微射流技術(shù)在鋰電池負(fù)極硅材料分散中的應(yīng)用
近年來(lái)，隨著 3C產(chǎn)品和新能源動(dòng)力汽車的發(fā)展，鋰離子電池憑借比能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、放電電壓高、無(wú)記憶效應(yīng)以及貯存壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，迅速成為該市場(chǎng)的主要電池類型。但是新能源汽車對(duì)更高續(xù)航里程的要求，迫切需要更高能量密度的鋰離子電池系統(tǒng)。目前主流的思路是從改進(jìn)和探索新型的鋰離子電池電極材料出發(fā)來(lái)提高電池系統(tǒng)的能量密度。而作為鋰離子電池主要儲(chǔ)鋰部分，負(fù)極材料的比容量對(duì)鋰離子電池的能量密度具有至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)階段工業(yè)上大都采用石墨作為鋰離子電池的負(fù)極材料，但因其較低的理論比容`量（372 mAh g?1）限制了能量密度的進(jìn)一步提升［1］。
在眾多負(fù)極材料中，硅材料由于具有較高的理論比容量（比較高4200 mAh g?1），相比于石墨具有較高的嵌鋰電位可以避免生成鋰枝晶、適中的工作電壓（0.4V
vs. Li/Li+）、含量豐富以及環(huán)境友好等特性，被公認(rèn)為是**有前途的負(fù)極材料［2］。但是，硅材料在嵌鋰過(guò)程中巨大的體積膨脹誘導(dǎo)極大的內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，內(nèi)應(yīng)力的釋放會(huì)導(dǎo)致硅顆粒破裂甚至粉化，破碎的硅顆粒與電極失去電接觸，導(dǎo)致電池容量衰減［3］。另外，硅的本征電導(dǎo)率較差，限制了硅負(fù)極的倍率性能［4］。
有研究表明，硅負(fù)極材料在鋰合金化過(guò)程中發(fā)生的體積膨脹，效率并不是固定的，而是與硅材料顆粒尺寸緊密相關(guān)［5］。納米級(jí)尺寸的硅顆粒，由于其獨(dú)特的表面效應(yīng)和尺寸效應(yīng)，可以緩解硅體積變化引發(fā)的顆粒破碎粉化［6］。另外，通過(guò)降低硅材料的顆粒尺寸，直接減少了鋰離子的擴(kuò)散距離，顯著提高了硅與鋰的合金化反應(yīng)效率，而使硅納米顆粒具有更快速的電子傳輸能力和更高的損傷容限［7］。
目前主流的降低硅材料粒徑的方式是采用球磨，但是在球磨的過(guò)程中部分硅材料容易發(fā)生氧化，另外在球磨后材料也容易重新團(tuán)聚。高壓微射流技術(shù)是利用高壓生成超音速射流，利用剪切、對(duì)撞和空穴作用，獲得更小的粒徑分布的物料，并能起到很好的分散效果。
高壓微射流均質(zhì)機(jī)是基于高壓微射流技術(shù)開(kāi)發(fā)的先進(jìn)的納米材料制備裝備，它利用成熟穩(wěn)定的液壓技術(shù)，在柱塞泵的作用下將液體物料增壓，憑借
精確壓力調(diào)節(jié)使物料壓力增壓到20Mpa至210Mpa之間設(shè)定的壓力值。被增壓的物料， 流向具有固定幾何形狀的金剛石（或陶瓷）制作的微通道并產(chǎn)生高速微射流，高速
微射流物料在特定幾何通道下產(chǎn)生物理剪切、高能對(duì)撞、空穴效應(yīng)等物理作用力， 從而使得物料混合、分散、破碎等，在電池負(fù)極納米硅材料的處理中能有--效降低粒徑，防止過(guò)程氧化以及處理后團(tuán)聚，具有明顯的效果。
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