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鋰離子電池是一種二次充電電池，我們日常使用的手機、筆記本電腦等電子產品都是用的這種類型的電池，鋰離子電池具有很高的能量密度，能夠提供大量的電力輸出，所以適用于很多便攜式的設備，而且鋰離子電池還具有快速充電、循環(huán)壽命長、安全性能好以及對環(huán)境友好的優(yōu)點。
圖1.超聲噴涂制備的電池膜電極
鋰離子電池主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作，充放電的過程其實就是鋰離子的嵌入和脫嵌的過程。鋰離子電池主要由電極（正極和負極）、電解液和隔膜組成。充電時，外部電路對其做功，電解液中的鋰離子嵌入負極，正極的鋰離子脫嵌進入電解液，電能轉化為化學能被存儲下來，放電時，鋰離子由負極脫嵌進入電解液，由電解液嵌入正極，釋放被存儲的化學能轉變?yōu)殡娔?。隔膜是位于正負極之間的一層隔膜，用來分隔正負極以防止電池自我放電以及兩極短路的問題，主要使用多孔質的高分子膜作為隔膜材料。值得一提的是，傳統的負極材料在充放電過程中存在動力學速度慢、體積膨脹嚴重、界面不穩(wěn)定等問題，給鋰離子電池的開發(fā)帶來了巨大挑戰(zhàn)，而涂層策略可以有效的解決這些問題，提供令人滿意的電化學性能。同時賦予負極材料優(yōu)異的離子/電子導電性、彈性性能和惰性界面層，使其在鋰離子電池系統中具有穩(wěn)定性和連續(xù)性。
圖2.用于大面膜電極噴涂的超聲波噴頭
超聲波涂覆系統可以為鋰電池電極材料涂覆提供了新的可能性，超聲波涂覆的核心技術為超聲波霧化，通過不同頻率的超聲波將液體材料均勻霧化成目標粒徑的顆粒后沉積到基材上面。超聲波霧化的顆粒粒徑可控且分布均勻，極大程度的保證了涂層的均勻性。超聲波涂覆技術可以精確的控制流量從而有效的控制涂層厚度。另外，超聲波涂覆還具有原料利用率高、涂層厚度控制精度高、涂層厚度更薄、飛濺少、噴頭不堵塞、維護成本低等優(yōu)點。超聲波涂覆技術已被廣泛應用到了新能源、生物醫(yī)療、半導體等行業(yè)里。
