鋰粉的工業(yè)化應(yīng)用始于20世紀(jì)90年代,隨著鋰離子電池商業(yè)化而迅速普及。其技術(shù)演進始終圍繞“提純、改性、應(yīng)用”三大核心展開。 早期鋰粉以工業(yè)級碳酸鋰為主,純度約98%,主要用于陶瓷、玻璃等傳統(tǒng)行業(yè)。隨著鋰電池需求爆發(fā),電池級碳酸鋰成為主流,純度要求提高到99.5%以上。為滿足高鎳三元材料需求,鋰粉還需通過摻雜鋁、鈦等元素提高熱穩(wěn)定性。近年來,單晶化、納mi化鋰粉技術(shù)取得突破,例如通過溶膠-凝膠法合成的納mi級磷酸鐵鋰粉末,可顯著提高電池倍率性能。 在應(yīng)用端,鋰粉的創(chuàng)新不斷拓展邊界。例如,鈍化鋰粉通過表面鈍化層設(shè)計,解決了鋰金屬負(fù)極的易燃性問題;鋰硅復(fù)合粉末結(jié)合了硅的高容量與鋰的導(dǎo)電性,成為下一代負(fù)極材料的候選方案。此外,鋰粉在固態(tài)電解質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用也備受關(guān)注,如鋰鑭鋯氧(LLZO)粉末可通過溶膠凝膠法制備,離子電導(dǎo)率達(dá)10⁻⁴S/cm,為全固態(tài)電池商業(yè)化提供可能。 技術(shù)挑戰(zhàn)同樣顯著。鋰粉的活性導(dǎo)致其易與空氣、水分反應(yīng),需在惰性氣體環(huán)境下儲存與運輸;納mi級鋰粉的團聚問題影響分散性,需通過表面包覆或機械分散技術(shù)解決。未來,隨著人工智能在材料合成中的應(yīng)用,鋰粉的微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控將更加精準(zhǔn),推動鋰電池能量密度邁向400 Wh/kg以上。 鋰粉的進化史,本質(zhì)上是人類對能量密度ji限的探索史。從工業(yè)原料到戰(zhàn)略物資,其每一次技術(shù)突破都在重塑能源格局。
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