随着近些年新能源车的快速发展，大众对锂电的研究也越来越热，尤其是去年锂电之父足够好先生获诺奖之后，更是让锂电这个领域热上加热。锂电正负极材料一直是锂电领域研究的热。本文主要介绍一下一个新的技术-等离子球磨在正负极材料中的应用。

等离子球磨的优势：
1）等离子体的高活性粒子吸附并诱发材料表面的活性提高；
2）利用等离子体对石墨等层状结构材料的减薄、刻蚀、掺杂等，增加材料的活性位点和导电性，可制备出高性能储能材料；
3）等离子体由纯净气体电离而产生，清洁，不产生污染。


以下为等离子球磨在锂电材料制备中的6个应用领域

1、Sn-C纳米复合材料

2、Si-C复合材料

等离子球磨制备Si-C复合材料获得石墨烯片层包覆硅颗粒结构

3、锂硫电池材料
等离子球磨剥离的多孔石墨烯提供大比表面积用于分散超微纳米硫粒子,提高硫粒子导电性且产生的孔隙用于物理吸附多硫化锂溶液。介质阻挡等离子放电（DBD）过程中产生的氧官能团修饰的石墨烯进一步为多硫化锂溶液的捕获和限域行为提供发生化学键和的活性位点。



在等离子球磨过程中得到的产品S/G-DBD实现了少量氧掺杂、石墨的原位剥离及形成超微纳米硫。相比于未施加等离子体的S/G电极，集纳米化和原子掺杂石墨烯于一体的S/G-DBD电极，在锂硫电池体系中展示出优越的循环性能和提高的硫利用率。

4、硫化物电池材料
利用等离子体剥离石墨形成纳米石墨片（Graphite Nanosheets），并在球磨的机械力与热效应下将细化的硫化锑（Sb2S3）复合在纳米石墨片上，实现了高容量长循环寿命的硫化锑-石墨纳米片复合负极材料。

采用等离子体辅助球磨技术制备出Sb₂S₃-C复合锂离子电池负极材料

(a)原始Sb₂S₃; (b),(c) 负载Sb₂S₃颗粒的石墨纳米片SEM照片；(d)-(e) 负载Sb₂S₃颗粒的石墨纳米片的TEM照片; (f) 普通球磨Sb₂S₃-C的SEM图。

Sb₂S₃-C电子图像及相应元素分布图

等离子体球磨后Sb₂S₃-C的(a)循环性能与(b)倍率性能

长循环性能

5、SnO2 包覆三元正极材料
利用等离子体球磨将SnO2高度分散于三元正极材料表面，获得二氧化锡包覆的三元正极材料。同时在等离子能和机械能的协同作用下SnO2氧空位的含量显著提高，氧空位含量的显著提高有助于加速充放电过程中电子的传输速率，提高三元正极材料表面的电子电导率，从而实现了电化学性能优异的复合正极材料的设计与制备
等离子体辅助球磨技术制备SnO2靶向包覆三元正极复合材料

• NCM523原始粉末部分团聚，不利于离子电子传输

• 等离子体球磨后，SnO₂材料均匀地分布在NCM523颗粒表面

等离子体辅助球磨，提高NCM523的首效

6、Fe2O3-C负极材料

等离子体球磨不同时间制备Fe₂O₃/C 复合材料的SEM

等离子体球磨20h制备Fe₂O₃/C 复合材料的TEM

等离子体球磨机理示意图

等离子球磨对比普通球磨的循环容量对比

P20h样品的倍率性能

等离子球磨不同时长样品的循环性能对比

小结

1）等离子球磨对材料具有均匀分散、粒子细化、表面活化的作用；
2）等离子球磨技术应用于锡基、硅基、三元等锂电材料制备中，可在等离子体与高能球磨剪切力协同下制造出无序堆叠的纳米石墨片，均匀的包覆于材料，从而提高电池材料的比容量、循环性能及倍率性能。