磷酸鐵鋰正極材料

Researchprogressandindustrialapplicationofhigh-performancelithiumironphosphatebyliquid-phasemet段浩智博士能源轉(zhuǎn)型風(fēng)起“綠”涌釋放經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)能加快清潔能源基地建設(shè)，積極發(fā)展新能源；大力推廣新能源汽車，推動(dòng)城市公共服務(wù)車輛電動(dòng)化替代加快清潔能源基地建設(shè)，積極發(fā)展新能源；大力推廣新能源汽車，推動(dòng)城市公共服務(wù)車輛電動(dòng)化替代目標(biāo)到2030年節(jié)能環(huán)保相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到15萬億元左右推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，遏制高耗能、高排放、低水平項(xiàng)目盲目上馬要點(diǎn)一要點(diǎn)二要點(diǎn)二要點(diǎn)三要點(diǎn)三要點(diǎn)四鋰電分類鋰電分類鋰電池出貨量趨勢(shì)GWh磷酸鐵鋰市場(chǎng)趨勢(shì)磷酸鐵鋰市場(chǎng)趨勢(shì)萬噸正極市場(chǎng)磷酸鐵鋰正極材料o1996日本NTT首次發(fā)現(xiàn)橄欖石結(jié)構(gòu)的AMPO4可作為正極材料ordered-olivinestructure,spacegroupPnma(≥300℃)，循環(huán)穩(wěn)定性170mAh/g磷酸鐵鋰行業(yè)風(fēng)險(xiǎn)初現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)2：碳熱還原法能耗高，單噸能耗折合電力約5000度風(fēng)險(xiǎn)風(fēng)險(xiǎn)1：磷酸鐵和磷酸鐵鋰的出貨量繼續(xù)保持增長趨勢(shì)，但增速明顯下滑，產(chǎn)能過剩加劇2023年出貨量現(xiàn)有產(chǎn)能分布2023年產(chǎn)能2023年出貨量現(xiàn)有產(chǎn)能分布2023年產(chǎn)能規(guī)劃產(chǎn)能超規(guī)劃產(chǎn)能超噸整體產(chǎn)能利用率磷酸鐵鋰發(fā)展趨勢(shì)低成本路線低成本路線高性能路線高性能路線固相法制備納米磷酸鐵鋰砂磨噴霧干燥砂磨噴霧干燥高溫?zé)Y(jié)氣流粉碎成品代表企業(yè)：湖南裕能、萬潤新能源、龍?bào)纯萍?、融通高科液相法制備納米磷酸鐵鋰粉碎成品高溫?zé)Y(jié)粉碎成品高溫?zé)Y(jié)代表企業(yè)：德方納米低能耗液相法磷酸鐵鋰常溫常壓、能耗低、成本低高性能單晶納米磷酸鐵鋰低能耗液相法磷酸鐵鋰常溫常壓、能耗低、成本低水熱法、低溫及倍率性能優(yōu)異水熱法制備高性能單晶納米磷酸鐵鋰挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)1.鋰離子一維擴(kuò)散路徑，離子電導(dǎo)率很低，材料利用率較低；2.鋰鐵反位缺陷封鎖鋰離子遷移通道，造成大量“死鋰”，造成部分材料失活。3.水熱法成本高，技術(shù)難度大。單晶納米磷酸鐵鋰水熱法制備高性能單晶納米磷酸鐵鋰混料混料水熱反應(yīng)高溫?zé)Y(jié)粉碎成品結(jié)晶度高結(jié)晶度高尺寸可調(diào)尺寸可調(diào)導(dǎo)電性優(yōu)異導(dǎo)電性優(yōu)異10.1016/j.jallcom.2023.171570水熱法制備高性能單晶納米磷酸鐵鋰碳包覆碳包覆原位氮參雜碳包覆10.1016/j.jallcom.2023.171570水熱法制備高性能單晶納米磷酸鐵鋰研究鋰源循環(huán)利用、（原位）炭層改性，對(duì)水熱合成的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、LFP結(jié)構(gòu)及低溫電化學(xué)性能的影合成LFP具有較大的壓實(shí)密度及優(yōu)異的低溫電化學(xué)性能。公斤級(jí)小試線+自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)水熱法制備高性能單晶納米磷酸鐵鋰公斤級(jí)小試線+自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)灰黑色粉末/粒徑分布D500.3-1一次晶粒尺寸振實(shí)密度g/cm3壓實(shí)密度≥2.1g/cm3粉體電阻6.5-11.5/13.5±1.5m2/g磁性物質(zhì)ppmppm半電池放mAh/gmAh/g首次效率（0.1C）%周期長l-----周期長l--------↓常壓液相法制備低能耗納米磷酸鐵鋰關(guān)鍵問題：雜質(zhì)關(guān)鍵問題：雜質(zhì)2.非碳組分不導(dǎo)電，影響電化學(xué)性能；3.雜質(zhì)影響連續(xù)碳包覆層的形成。10.1016/j.matlet.2023.134595常壓液相法制備低能耗納米磷酸鐵鋰物理+化學(xué)手段除雜物理+化學(xué)手段除雜10.1016/j.matlet.2023.134595常壓液相法制備低能耗納米磷酸鐵鋰SampleResistivity/Ω·mmConductivity/S·mm-1Mixedfuels(heatedat300℃inair)≥2×107C11656.880.00060C2633.590.00158C393.460.01070C42.82×10-5常壓液相法制備低能耗納米磷酸鐵鋰低能耗創(chuàng)新工藝工藝優(yōu)勢(shì)1.省去砂磨機(jī)、噴霧干燥等高投入設(shè)備，設(shè)備1.省去砂磨機(jī)、噴霧干燥等高投入設(shè)備，設(shè)備投資下降投資成本綜合能耗綜合成本常壓液相法制備低能耗納米磷酸鐵鋰產(chǎn)品性能達(dá)行業(yè)先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，建立中試線一條123456789中科院山西煤化所TechnicalSupportl成立于1954年，已有近70年的發(fā)展歷史；l高技術(shù)基地型研究所，主要從事能源環(huán)境、先進(jìn)材料和綠色化工領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)和高技術(shù)研究與開發(fā)；l共獲得省部級(jí)以上科技獎(jiǎng)勵(lì)20余項(xiàng)，發(fā)表論文1831篇；l主辦《燃料化學(xué)學(xué)報(bào)》《新型炭材料》連續(xù)多年被中國知網(wǎng)評(píng)為年度最具國際影響力期刊。l產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)豐富。近年來，推動(dòng)20多項(xiàng)技術(shù)（神華合成油、太鋼碳纖維、河南碳纖維、常州中簡碳纖維、腐殖酸、特種石墨）走向產(chǎn)業(yè)化，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值千億元。l課題組主導(dǎo)聚丙烯腈碳纖維項(xiàng)目已經(jīng)在河南、太鋼、揚(yáng)州實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。新能源材料課題組新能源材料工程創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有成員20余人，其中在讀碩博士4人；隸屬于碳纖維制備技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室、中科院炭材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；主要從事新能源材料的基礎(chǔ)研究、工程化開發(fā)、系統(tǒng)集成、技術(shù)支持、轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化；鋰電+鋰電+賦能低碳清潔進(jìn)程實(shí)現(xiàn)國家2050雙碳目標(biāo)新能源能源材料課題組國科大能源材料學(xué)院桃南實(shí)驗(yàn)室桃南實(shí)驗(yàn)室小店產(chǎn)業(yè)化基地一期小店產(chǎn)業(yè)化基地一期人才培養(yǎng)+基礎(chǔ)研究+產(chǎn)業(yè)化開發(fā)研究方向鋰硫電池鋰硫電池鉀離子電池Si/C負(fù)極材料BB700硅碳負(fù)極碳基負(fù)極負(fù)極粘