在新能源儲能領域，鋰離子與鈉離子電池憑借高能量密度、長循環壽命等優勢，已成為電動汽車、便攜式電子設備及大規模儲能系統的核心動力來源，而電極材料作為電池性能的關鍵決定因素，其微觀結構、成分均勻性及規?；苽淠芰χ苯佑绊戨姵氐碾x子傳輸效率、結構穩定性與生產成本。噴霧干燥技術作為一種高度適應性強且可擴展的材料合成方法，通過將液體前驅體快速霧化干燥實現對顆粒形態的精準調控，近年來在電池電極材料制備中得到廣泛應用，從研究熱度來看，與鋰離子、鈉離子電池電極材料噴霧干燥相關的出版物數量自 2000 年以來呈現持續增長態勢，充分反映出該技術在儲能材料領域的重要性日益凸顯，其獨特的工藝特性也使其成為連接實驗室創新與工業化生產的關鍵橋梁，為高性能電極材料的規?；苽涮峁┝擞行Ы鉀Q方案。

噴霧干燥技術的核心是將含有電極材料前驅體的溶液或懸浮液，通過霧化裝置分散為微米級甚至納米級的微小液滴，隨后與高溫干燥介質（通常為空氣或氮氣）在干燥室中快速接觸，液滴在短時間內完成溶劑蒸發，形成具有特定形貌和結構的固體粉末顆粒，最終通過分離裝置收集得到產品。典型的噴霧干燥系統采用并流配置，干燥介質與霧化液滴同向流動，具有干燥效率高、顆粒溫度低等優勢，可有效避免電極材料前驅體在干燥過程中發生成分劣化，而雙流體噴嘴作為目前應用廣泛的霧化裝置，通過壓縮氣體與液體前驅體的協同作用，能實現液滴的均勻分散，為顆粒形態的精準控制提供保障。整個工藝體系中，前驅體體系配制、設備參數調控和后處理流程設計是三個關鍵環節：前驅體的性質直接決定最終電極材料的性能，其配制需重點關注溶劑選擇、固含量控制及功能組分整合，可根據電極材料特性選擇水溶液（如 Na?V?(PO?)?F?前驅體制備）或有機相溶劑（如硅電極材料常用的乙醇懸浮液）作為分散介質，還可預先添加碳納米管、碳纖維等導電碳材料實現導電網絡的原位構建；噴霧干燥的工藝參數對顆粒形態影響顯著，干燥溫度需根據溶劑沸點及前驅體熱穩定性合理設定，既要保證溶劑快速蒸發又要避免前驅體分解，霧化速率直接決定液滴尺寸進而影響最終粉末的粒徑分布，通過優化溶劑的粘度、表面張力等特性還能進一步改善液滴霧化效果，提升顆粒均勻性；噴霧干燥得到的初級粉末通常需要經過后續處理，常見的后處理工藝包括熱處理（如在空氣或氮氣氛圍下的燒結）、研磨細化及二次噴霧干燥復合等，例如 Co?O?和 CoO/C 碳復合粉末的制備，就需經過溶液噴霧 - 干燥 - 氮氣熱處理 - 研磨 - 懸浮噴霧 - 干燥 - 針對性熱處理（空氣中制備 Co?O?，氮氣中制備 CoO/C）的多步流程，通過工藝協同實現對材料物相結構與微觀形貌的精準調控。

借助上述工藝，噴霧干燥技術可制備出多種類型的高性能電極材料并賦予其優異的結構特性。在單一活性物質電極材料制備方面，采用水溶液為分散介質、通過雙流體噴嘴霧化制備的 Na?V?(PO?)?F?前驅體顆粒，呈現出均勻的球形形貌，以乙醇為溶劑的硅懸浮液經噴霧干燥后，也能形成具有良好分散性的硅基顆粒，這些顆粒憑借可控的粒徑分布和致密的結構，為離子傳輸提供了穩定通道。為解決電極材料導電性差的問題，噴霧干燥技術還可實現活性物質與碳材料的均勻復合，在 Na?V?(PO?)?F?前驅體溶液中加入碳納米管后，經噴霧干燥得到的復合顆粒仍保持良好的球形形貌，碳納米管均勻分散于顆粒內部，構建起連續的導電網絡，而硅 / 碳納米管復合微球的 SEM 圖像顯示，碳納米管的引入有效緩解了硅顆粒在充放電過程中的體積膨脹，其體積穩定性顯著優于原始硅納米顆粒。此外，通過引入有機模板，噴霧干燥技術還能制備具有特定多孔結構的電極材料，進一步優化離子傳輸路徑，Li?Ti?O??噴霧干燥顆粒經空氣熱處理分解有機模板后，可形成不同結構的多孔微球：以 3wt% 纖維素為模板得到納米多孔微球，以聚苯乙烯珠為模板形成大孔結構（圖 5 中），而碳纖維模板則賦予材料獨特的通道結構，這些多孔結構不僅提升了離子傳輸效率，還為材料體積變化提供了緩沖空間。

噴霧干燥技術之所以能在電池電極材料制備中得到廣泛應用，源于其多方面的核心優勢。該技術能夠實現對電極材料顆粒形態、粒徑分布及內部結構的精準調控，通過優化工藝參數可制備出球形度高、成分均勻的粉末材料，這種結構優勢使電極在涂覆過程中具有更好的流動性和堆積密度，有利于形成均勻致密的電極膜層；通過對顆粒微觀結構的優化，噴霧干燥制備的電極材料展現出優異的電化學性能，規則的球形形貌和可控的孔隙結構加速了離子擴散，碳材料的原位復合提升了電子傳導效率，而多孔結構則緩解了充放電過程中的體積膨脹，從而顯著改善電池的倍率性能和循環穩定性；同時，噴霧干燥技術具有連續化生產特點，設備運行穩定且易于放大，能夠滿足工業化大規模生產需求，與傳統固相合成等方法相比，該技術流程短、能耗低，可實現多組分材料的一步合成，有效降低了電極材料的生產成本；此外，該技術適用于多種電極材料體系的制備，無論是鋰離子電池的 Li?Ti?O??、Co?O?等活性物質，還是鈉離子電池的 Na?V?(PO?)?F?等材料，均可通過噴霧干燥技術實現高效合成，同時還支持復合體系、多孔結構等多樣化材料設計，為新型電極材料的研發提供了靈活的工藝平臺。

盡管噴霧干燥技術在電池電極材料制備中具有顯著優勢，但仍面臨一些挑戰：部分高活性前驅體在霧化干燥過程中易發生團聚或結構坍塌，影響產品性能；工藝參數與材料結構、電化學性能之間的構效關系仍需進一步量化研究；工業化生產中如何實現工藝參數的精準控制，以保證產品一致性，這些都是需要持續攻克的問題。未來，噴霧干燥技術的發展方向可聚焦于以下方面：開發新型霧化裝置以實現更細液滴的均勻分散；構建智能化工藝控制系統，通過實時監測與反饋優化工藝參數；結合綠色溶劑體系與低能耗干燥技術，實現環境友好型生產；拓展該技術在復合電極材料、全固態電池電極材料等新興領域的應用，為高性能儲能器件的發展提供更有力的技術支撐。