从实验室到产业化：机械融合“核壳合成”技术在高性能锂电池中的突破

无锡泰贤 2026-01-06 | 阅读：369

在电动汽车（EV）时代，锂离子电池（LIBs）已成为推动绿色出行的核心动力。但你知道吗？传统锂电池面临着容量衰减、循环稳定性差和安全隐患等难题，尤其是高电压充电下的相转变、气体释放和材料裂纹问题。这些挑战直接影响EV的续航里程和使用寿命。根据最新研究，采用核壳结构（Core-Shell）材料是解决之道，能显著提升电池的电化学性能和循环稳定性。今天，我们就来聊聊如何通过泰贤粉体的融合包覆机，实现这一技术突破！

锂电池的痛点与核壳结构的“救星”

随着EV市场的爆发，锂电池需求激增。但传统正极材料如层状NMC（Ni-Mn-Co）和尖晶石LMO面临高电压下Co⁴⁺/Ni⁴⁺氧化、Mn溶解和气体释放等挑战，导致容量快速衰减。硅基负极则因体积膨胀高达400%而易粉碎，造成电接触丢失和SEI层不稳定。

根据《Small Methods》2023年综述论文，核壳策略能有效解决这些问题：壳层作为屏障，防止核心与电解液反应；提升导电性和缓冲体积变化。论文强调，机械融合（Mechanofusion）是一种绿色、可扩展的固相合成方法，能在常温常压下高效生产核壳材料，适用于中试厂规模。

论文中列举了多个机械融合实验，证明其在锂电池领域的惊人效果。泰贤粉体的融合包覆机正是这一技术的完美载体，利用高频振动和机械力（如挤压、剪切）实现颗粒融合，无需溶剂，环保高效。下面来看几个具体案例：

# 案例 #

1. NMC811@ZrO₂核壳正极材料：核心为高Ni NMC811，壳层ZrO₂（厚度60nm）。通过机械融合后退火（800°C），Zr⁴⁺掺杂提升Li⁺扩散。结果：初始容量193 mAh/g@0.1C，200循环后容量保持率83%@1C。全电池（NMC@ZrO₂//石墨）1000循环保持68%@1C。这解决了Ni-rich正极材料的裂纹和热不稳定性问题，适用于长续航EV。

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2. NMC811@C核壳正极材料：碳纳米球壳层（50nm厚），改善导电性。容量191 mAh/g@0.1C，200循环保持78%@1C。全电池90%/150循环@1C。碳壳有效抑制寄生反应和气体释放，提升安全。

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3. Si@C核壳负极材料：硅核心，碳壳（230nm厚），缓冲体积膨胀。容量1500 mAh/g@0.1C，1000循环保持67%@1C。预锂化后初效达98%，完美解决硅基负极的粉碎和低导电问题。

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这些案例源于论文Table 2数据，操作参数如转速5000 rpm、时间20-30 min，证明机械融合能提升容量10-20%、循环稳定性15-30%。想象一下，用在你的EV上，续航更长、充电更快！

机械融合合成核壳结构工艺参数表

趋势：正极材料容量150-210 mAh·g⁻¹，保持率73-97%；硅基负极容量950-1500 mAh·g⁻¹，保持率67-68%（高循环）。全电池保持率更高（68-90%）。

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泰贤粉体融合包覆机：您的“融合专家”

无锡泰贤粉体科技有限公司成立于1989年，坐落于太湖之滨，专注粉体装备30余年，是国内超细纳米研磨、混合包覆领域的领军企业。融合包覆机系列正是其明星产品，完全物理加工，使两种物质融合成全新材料。

工作原理：圆柱融合头高频振动产生挤压力和剪切力，热量使纳米颗粒熔化依附基体，物料循环确保均匀涂层。

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优势：无需溶剂、环保节能；从宏观到微观混合，实现颗粒设计、表面处理和球化；产量高，适用于锂电池材料改性、石墨球化、金属粉@陶瓷等高端应用。
规格：实验室型小设备到工业量产型大设备可选，技术参数可定制，三种系列的融合包覆机（VS、VSH、VSN系列），在CIBF展会上广受赞誉，已助力多家锂电企业提升材料性能。
应用场景：正如论文所述，完美匹配机械融合需求，帮助您快速复制NMC@ZrO₂或Si@C等核壳结构，加速产品迭代。

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