隨著大規(guī)模儲能和電動車的快速發(fā)展，對鋰離子電池正極材料的產(chǎn)品質(zhì)量提出了越來越嚴(yán)格的要求。為滿足市場對正極材料的高品質(zhì)要求，自動化、智能化的大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)和裝備技術(shù)就顯得越來越重要。

在過去的十五年里，控制結(jié)晶/固相反應(yīng)技術(shù)工藝日臻完善。然而，我國還是一個發(fā)展中國家，大量設(shè)備陳舊、生產(chǎn)工藝僵化的現(xiàn)象普遍存在，尤其是中小企業(yè)。國家整體工業(yè)化的水平還處在工業(yè)2.0和工業(yè)3.0的階段，距發(fā)達國家的工業(yè)4.0的信息化、智能化的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平還有一段距離，這已成為阻礙我國制造業(yè)效率和品質(zhì)進一步提升的主要問題。

這個現(xiàn)象也同樣存在于鋰離子電池正極材料生產(chǎn)企業(yè)中。因此我國鋰離子電池正極材料的生產(chǎn)工藝、設(shè)備管理水平急需轉(zhuǎn)型升級，利用信息技術(shù)提升、改善、重構(gòu)生產(chǎn)要素，提高企業(yè)組織管理水平，創(chuàng)新生產(chǎn)方式，提升資產(chǎn)質(zhì)量和服務(wù)功能，適應(yīng)市場的迅速發(fā)展和變化。

2000年左右，鋰離子電池正極材料的新建項目一般是200-500噸的產(chǎn)能規(guī)模。2010年左右，一般是2000噸的產(chǎn)能規(guī)模。目前新建項目一般是一期5000—2000噸，規(guī)劃50000噸以上。隨著產(chǎn)能規(guī)模的不斷放大，對工廠的設(shè)計布局和運行管理提出了新的挑戰(zhàn)。為了滿足電動車和儲能產(chǎn)業(yè)對電極材料的高品質(zhì)和大規(guī)模的需求，逐步發(fā)展了基于粉體自動輸送的信息化、自動化和智能化的大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)。

目前國內(nèi)部分企業(yè)已經(jīng)開始逐步采用先進的大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)。主要包括粉體自動輸送、自動計量、自動化生產(chǎn)與智能控制，信息化遠程實時監(jiān)控，以及先進的制造執(zhí)行系統(tǒng)等。

以控制結(jié)晶制備磷酸鐵前驅(qū)體/碳熱還原固相反應(yīng)為基礎(chǔ)的磷酸鐵鋰制備工藝已經(jīng)被產(chǎn)業(yè)逐步接受，并成為目前的主流工藝路線。下一步溶劑熱方法制備高性能磷酸鐵鋰有可能成為新的超大規(guī)模生產(chǎn)方法，以滿足未來大規(guī)模固定儲能的需求。

在三元材料中，NMC333的綜合性能最好，NMC532的性價比較好，NMC811/NCA在4.2V的比容量最高。因此，這些材料在一定時期內(nèi)，將得到較大的發(fā)展，以滿足未來大規(guī)模移動儲能(例如電動車)的需求。

鋰離子電池正極材料的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)歷來二十多年的發(fā)展，其主流工藝逐步集中在以控制結(jié)晶/固相反應(yīng)工藝為基礎(chǔ)的技術(shù)路線。該技術(shù)路線以控制結(jié)晶制備前驅(qū)體為技術(shù)核心，可以在材料的四個層面對其性能進行優(yōu)化。

該技術(shù)路線所制備材料具有顆粒形貌易控制，均勻性、一致性和重現(xiàn)性好的特點。且材料的堆積密度高，可提高電池的能量密度。由于該技術(shù)路線所制備材料具有相對最好的綜合性能，因此控制結(jié)晶/固相反應(yīng)技術(shù)路線為今天產(chǎn)業(yè)界所普遍接受。

為了滿足電動車和儲能產(chǎn)業(yè)對電極材料的高品質(zhì)和大規(guī)模的需求，基于工業(yè)4.0的概念，我國已經(jīng)發(fā)展了包括粉體自動輸送的信息化、自動化和智能化的大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)。

固定儲能和移動儲能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，拉動了鋰離子電池正極材料的技術(shù)進步。在正極材料制備技術(shù)的發(fā)展過程中，以前側(cè)重單元技術(shù)工藝的研發(fā)，主要通過材料的結(jié)構(gòu)調(diào)控來優(yōu)化材料加工性能和電化學(xué)性能。

而未來的大規(guī)模智能制造，一方面仍然需要關(guān)注單元技術(shù)工藝的可規(guī)模性，更需要關(guān)注單元技術(shù)工藝之間的反饋與聯(lián)動效率，從而提高大規(guī)模制造過程的能效，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性。在這一技術(shù)發(fā)展的早期階段，我國科研工作者做出了不可或缺的創(chuàng)新性貢獻。目前我國已經(jīng)成為鋰離子電池正極材料的最大生產(chǎn)國，占比超過50%。研發(fā)力量規(guī)模也是全球最大，我們相信在未來的大規(guī)模智能制造階段，我國科學(xué)工作者在新工藝、新設(shè)備、智能化等方面也將做出重要貢獻。