在新能源储能领域，锂离子与钠离子电池凭借高能量密度、长循环寿命等优势，已成为电动汽车、便携式电子设备及大规模储能系统的核心动力来源，而电极材料作为电池性能的关键决定因素，其微观结构、成分均匀性及规模化制备能力直接影响电池的离子传输效率、结构稳定性与生产成本。喷雾干燥技术作为一种高度适应性强且可扩展的材料合成方法，通过将液体前驱体快速雾化干燥实现对颗粒形态的精准调控，近年来在电池电极材料制备中得到广泛应用，从研究热度来看，与锂离子、钠离子电池电极材料喷雾干燥相关的出版物数量自 2000 年以来呈现持续增长态势，充分反映出该技术在储能材料领域的重要性日益凸显，其独特的工艺特性也使其成为连接实验室创新与工业化生产的关键桥梁，为高性能电极材料的规模化制备提供了有效解决方案。

喷雾干燥技术的核心是将含有电极材料前驱体的溶液或悬浮液，通过雾化装置分散为微米级甚至纳米级的微小液滴，随后与高温干燥介质（通常为空气或氮气）在干燥室中快速接触，液滴在短时间内完成溶剂蒸发，形成具有特定形貌和结构的固体粉末颗粒，最终通过分离装置收集得到产品。典型的喷雾干燥系统采用并流配置，干燥介质与雾化液滴同向流动，具有干燥效率高、颗粒温度低等优势，可有效避免电极材料前驱体在干燥过程中发生成分劣化，而双流体喷嘴作为目前应用广泛的雾化装置，通过压缩气体与液体前驱体的协同作用，能实现液滴的均匀分散，为颗粒形态的精准控制提供保障。整个工艺体系中，前驱体体系配制、设备参数调控和后处理流程设计是三个关键环节：前驱体的性质直接决定最终电极材料的性能，其配制需重点关注溶剂选择、固含量控制及功能组分整合，可根据电极材料特性选择水溶液（如 Na₃V₂(PO₄)₂F₃前驱体制备）或有机相溶剂（如硅电极材料常用的乙醇悬浮液）作为分散介质，还可预先添加碳纳米管、碳纤维等导电碳材料实现导电网络的原位构建；喷雾干燥的工艺参数对颗粒形态影响显著，干燥温度需根据溶剂沸点及前驱体热稳定性合理设定，既要保证溶剂快速蒸发又要避免前驱体分解，雾化速率直接决定液滴尺寸进而影响最终粉末的粒径分布，通过优化溶剂的粘度、表面张力等特性还能进一步改善液滴雾化效果，提升颗粒均匀性；喷雾干燥得到的初级粉末通常需要经过后续处理，常见的后处理工艺包括热处理（如在空气或氮气氛围下的烧结）、研磨细化及二次喷雾干燥复合等，例如 Co₃O₄和 CoO/C 碳复合粉末的制备，就需经过溶液喷雾 - 干燥 - 氮气热处理 - 研磨 - 悬浮喷雾 - 干燥 - 针对性热处理（空气中制备 Co₃O₄，氮气中制备 CoO/C）的多步流程，通过工艺协同实现对材料物相结构与微观形貌的精准调控。

借助上述工艺，喷雾干燥技术可制备出多种类型的高性能电极材料并赋予其优异的结构特性。在单一活性物质电极材料制备方面，采用水溶液为分散介质、通过双流体喷嘴雾化制备的 Na₃V₂(PO₄)₂F₃前驱体颗粒，呈现出均匀的球形形貌，以乙醇为溶剂的硅悬浮液经喷雾干燥后，也能形成具有良好分散性的硅基颗粒，这些颗粒凭借可控的粒径分布和致密的结构，为离子传输提供了稳定通道。为解决电极材料导电性差的问题，喷雾干燥技术还可实现活性物质与碳材料的均匀复合，在 Na₃V₂(PO₄)₂F₃前驱体溶液中加入碳纳米管后，经喷雾干燥得到的复合颗粒仍保持良好的球形形貌，碳纳米管均匀分散于颗粒内部，构建起连续的导电网络，而硅 / 碳纳米管复合微球的 SEM 图像显示，碳纳米管的引入有效缓解了硅颗粒在充放电过程中的体积膨胀，其体积稳定性显著优于原始硅纳米颗粒。此外，通过引入有机模板，喷雾干燥技术还能制备具有特定多孔结构的电极材料，进一步优化离子传输路径，Li₄Ti₅O₁₂喷雾干燥颗粒经空气热处理分解有机模板后，可形成不同结构的多孔微球：以 3wt% 纤维素为模板得到纳米多孔微球，以聚苯乙烯珠为模板形成大孔结构（图 5 中），而碳纤维模板则赋予材料独特的通道结构，这些多孔结构不仅提升了离子传输效率，还为材料体积变化提供了缓冲空间。

喷雾干燥技术之所以能在电池电极材料制备中得到广泛应用，源于其多方面的核心优势。该技术能够实现对电极材料颗粒形态、粒径分布及内部结构的精准调控，通过优化工艺参数可制备出球形度高、成分均匀的粉末材料，这种结构优势使电极在涂覆过程中具有更好的流动性和堆积密度，有利于形成均匀致密的电极膜层；通过对颗粒微观结构的优化，喷雾干燥制备的电极材料展现出优异的电化学性能，规则的球形形貌和可控的孔隙结构加速了离子扩散，碳材料的原位复合提升了电子传导效率，而多孔结构则缓解了充放电过程中的体积膨胀，从而显著改善电池的倍率性能和循环稳定性；同时，喷雾干燥技术具有连续化生产特点，设备运行稳定且易于放大，能够满足工业化大规模生产需求，与传统固相合成等方法相比，该技术流程短、能耗低，可实现多组分材料的一步合成，有效降低了电极材料的生产成本；此外，该技术适用于多种电极材料体系的制备，无论是锂离子电池的 Li₄Ti₅O₁₂、Co₃O₄等活性物质，还是钠离子电池的 Na₃V₂(PO₄)₂F₃等材料，均可通过喷雾干燥技术实现高效合成，同时还支持复合体系、多孔结构等多样化材料设计，为新型电极材料的研发提供了灵活的工艺平台。

尽管喷雾干燥技术在电池电极材料制备中具有显著优势，但仍面临一些挑战：部分高活性前驱体在雾化干燥过程中易发生团聚或结构坍塌，影响产品性能；工艺参数与材料结构、电化学性能之间的构效关系仍需进一步量化研究；工业化生产中如何实现工艺参数的精准控制，以保证产品一致性，这些都是需要持续攻克的问题。未来，喷雾干燥技术的发展方向可聚焦于以下方面：开发新型雾化装置以实现更细液滴的均匀分散；构建智能化工艺控制系统，通过实时监测与反馈优化工艺参数；结合绿色溶剂体系与低能耗干燥技术，实现环境友好型生产；拓展该技术在复合电极材料、全固态电池电极材料等新兴领域的应用，为高性能储能器件的发展提供更有力的技术支撑。