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锂离子动力电池正极材料磷酸铁锂制备技术研究
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  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    TM242
  • 关键词:
  • 成果简介:
    课题来源与背景:广西壮族自治区科技攻关与新产品试制项目,项目编号是桂科攻11107019-2,承担单位为中信大锰矿业有限责任公司与桂林理工大学(后改为苏州大学)。近年来,随着各国对清洁能源及其相关材料的重视和政策扶持,锂离子电池正极材料磷酸铁锂以循环寿命长、安全性较好、原材料来源广且价格便宜等优点得到快速发展,现广泛应用于电动大巴、电动自行车、电动工具、太阳能及风力发电的储能设备、UPS、应急灯、玩具、便携式仪器、小型医疗设备等领域。磷酸铁锂项目属于高新技术项目中新能源材料的开发,是国家“863”计划、“973”计划和“十一五”高新技术产业发展规划重点支持的领域。该项目总体目标是开展锂离子动力电池正极材料磷酸铁锂制备技术的研究,建成每次能生产高性能磷酸铁锂50公斤的试验线,为实现产业化提供依据。技术原理及性能指标:该课题以磷酸二氢锂和纳米级三氧化二铁为主要原料,将纳米材料的制备与分散技术、球化技术、表面处理和先进的工程化技术等融为一体,采用一步反应法制备导电性能优异的磷酸铁锂。性能指标如下:振实密度g/cm3:指标要求≥1.3;实测指标:1.35;极片压实密度g/cm3 :指标要求≥2.3;实测指标:2.30;比表面积m2/g :指标要求15~25;实测指标:15.6;比容量mAh/g:指标要求≥150;实测指标:150.6;能量型倍率性能 :指标要求≥10C ;实测指标:10C/1C:82.9%;功率型倍率性能 :指标要求≥30C ;实测指标:30C/1C:80.2%;常温循环寿命2000次 :指标要求≥80% ;实测指标:82.7%;安全性 :指标要求满足动力蓄电池要求 ;实测指标:Pass;申请专利 :指标要求2项 ;实测指标:2;发表研究论文 :指标要求5篇 ;实测指标:5。 技术的创造性与先进性:避开了其他合成方法中使用的磷酸二氢铵为原料,产生大量氨气污染环境的问题。采用可溶性的盐及特殊的混料方法,使添加剂与锂源、铁源、磷源达到充分混合。添加剂在后续的反应中即可以起到还原的作用,也能形成对磷酸铁锂颗粒的包覆作用,可以大大提高正极材料的导电性能。该工艺采用超细磨处理后的浆料直接雾化烧结,得到性能良好的磷酸铁锂的正极材料,电池的容量和小试产品合格率有较大的提高。在保证磷酸铁锂高品质生产方面,具有独特的优势。将纳米复合导电剂均匀分散包覆在产品表面,开发出导电性能极好的磷酸铁锂,同时采用多元复合掺杂,改善了产品的电位平台,大大提高了产品的振实密度。采用的工艺路线容易控制,工艺稳定性好,成本低廉,所用原材料和设备均来自国产,大大降低了产业化成本,容易实现大批量生产。 技术的成熟程度,适用范围和安全性:该课题成果填补了广西在磷酸铁锂电池材料产业上的空白,使广西在新材料领域增加了一种技术含量高、附加值高的新能源产品,极大的推动了广西电池材料产业的发展。 应用情况及存在的问题:由于全球经济的不景气,新能源汽车发展比预期要慢得多,锂电自行车的产量不到电动自行车总量的10%,作为动力电池正极材料之一的磷酸铁锂应用降温,加上技术还不是很完善,国内产能严重过剩,行业竞争相当激烈,大多数磷酸铁锂厂家处于亏损状态,因此,为了稳妥起见及防止投资风险,该公司密切关注国内外锂离子电池正极材料的行业发展动态,继续开展一些研发工作作为技术储备。
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