正极材料比表面积对电池性能的影响

一、认识比表面积

比表面积是指单位质量物料所具有的总面积，单位为m2/g。通常指的是固体材料的比表面积，例如粉末、纤维、颗粒、片状或块状等材料。
比表面积分为外表面积和内表面积两类。理想的非孔性材料只具有外表面积，如硅酸盐水泥、一些粘土矿物粉粒等；而有孔和多孔物料具有外表面积和内表面积，如石棉纤维、催化剂等。
我们锂电池行业一般用BET法测试材料的比表面积。

二、比表面积对电池性能的影响

(1)如果材料的比表面积太小，说明材料的碳包覆量不够，这样直接导致材料的导电性能差。导电性差，也就导致了电池倍率性能差、内阻偏高、循环性能差。
高比表面积材料（如纳米颗粒、多孔结构）暴露更多活性位点，缩短离子扩散路径，显著提升反应速率，尤其在高倍率充放电时表现优异。例如，纳米结构的LiFePO₄比表面积增加后，锂离子嵌入/脱出动力学改善，倍率性能提升。

(2)如果材料的比表面积太大，说明材料的粒度越小或者碳包覆过高。材料的导电性能好，电池的倍率性能更好、内阻更小。但是因为颗粒小的原因，会导致材料在匀浆的时候容易团聚，加工性能成为难点。过高的比表面积可能导致副反应加剧。

三、为什么要测试比表面积

(1)通过比表的值能初步知道的碳包覆情况，预测材料电性能；
(2)通过比表，结合粒度数据（D50），能初步判断材料的加工性能；
很多锂电池制造公司，对买来的材料都会控制比表面积的范围内，会设定一个公差。例如设置为12±3m2/g等。
购买一个供应商的材料，匀浆工艺定下来后，如果比表面积变动太大，会导致匀浆出现异常。
因为每家公司匀浆设备能力，匀浆工艺不同，他们对材料的比表要求也不同。有的公司能正常加工出比表为11的材料，有的公司就做不出来。
凡事不能一概而论，多想，多试，多找对策，多总结分析。

锂离子电池三元材料：工艺技术及生产应用-王伟东.PDF
动力电池材料.PDF
锂离子电池三元正极材料的制备、包覆和电化学性能研究.PDF
锂离子电池用磷酸铁锂正极材料[梁广川，宗继月，崔旭轩 编著].PDF
废旧锂离子电池钴酸锂浸出技术[罗胜联，曾桂生，罗旭彪 著].PDF