隨著我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的持續(xù)爆發(fā)以其儲(chǔ)能需求不斷提升，其核心部件的動(dòng)力電池也在不斷進(jìn)行技術(shù)迭代和升級(jí)，以滿足高性能電動(dòng)車的更高要求。其中，正極材料作為鋰離子電池的重要組成部分，其性能優(yōu)化更是會(huì)直接影響鋰離子電池的能量密度、安全性、循環(huán)壽命等各項(xiàng)核心性能指標(biāo)。目前，磷酸鐵鋰（LFP）等正極材料因其較高的安全性在電動(dòng)汽車或儲(chǔ)能電池被廣泛應(yīng)用，但其開發(fā)幾乎達(dá)到了其極限，性能提升的空間不大，因此最近三年來電池業(yè)內(nèi)開始對(duì)與其晶體結(jié)構(gòu)相似的磷酸錳鐵鋰（LMFP）展開研究。

與磷酸鐵鋰一樣，磷酸錳鐵鋰同樣是橄欖石架構(gòu)，F(xiàn)eO₆（MnO₆）八面體和 PO₄四面體交叉連接，因此即使在充電的過程中鋰離子全部脫出，也不會(huì)存在結(jié)構(gòu)崩塌的問題，具備化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、安全性能優(yōu)異等特點(diǎn)。而與磷酸鐵鋰不一樣的是，通過摻雜適當(dāng)比例的錳元素，磷酸錳鐵鋰可提高材料的充電電壓，將充電電壓由磷酸鐵鋰的3.4V提升至4.1V，使得磷酸錳鐵鋰電池的理論能量密度提升了15~20%，進(jìn)一步擴(kuò)大續(xù)航里程。同時(shí)，低溫下 Mn 平臺(tái)容量幾乎可以全部發(fā)揮出來，因此磷酸錳鐵鋰材料可將低溫保持率提升至77-78%。除此之外，磷酸錳鐵鋰對(duì)稀有金屬依賴度低，可與LFP共線生產(chǎn)，成本優(yōu)勢(shì)也非常明顯。

磷酸鐵鋰和磷酸錳鐵鋰的結(jié)構(gòu)對(duì)比

不過，雖然磷酸錳鐵鋰材料相比較磷酸鐵鋰材料擁有上述諸多優(yōu)勢(shì)，但是它也存在壓實(shí)密度低、高溫溶錳等問題，更重要的是，其摻入錳元素后，帶隙寬度的值也明顯降低，基本屬于絕緣體，電子電導(dǎo)率和鋰離子遷移率均較低，阻礙電子在電化學(xué)反應(yīng)中的遷移和鋰離子的遷移，直接限制了倍率性能的提升，使得商業(yè)化的進(jìn)程緩慢。因此采取有效的改性方法提高其電化學(xué)活性，是目前廠家實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化主要需要攻克的難題。而作為長(zhǎng)期從事鋰離子電池及材料方面的專家，河北工業(yè)大學(xué)的梁廣川教授認(rèn)為，采用磷酸錳鐵鋰和其他高電壓正極材料復(fù)合是一條比較現(xiàn)實(shí)的道路，不僅安全性能大幅度提升，且由于協(xié)同效應(yīng)，使電池體系具有良好的性價(jià)比。

為幫助鋰電材料廠家攻克磷酸錳鐵鋰的產(chǎn)業(yè)化難題，6月11-13日，于廣州舉辦的“中國(guó)粉體工業(yè)百人論壇”上，粉體圈將河北工業(yè)大學(xué)的梁廣川教授邀請(qǐng)到了現(xiàn)場(chǎng)，屆時(shí)他將分享報(bào)告《磷酸錳鐵鋰材料的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程問題》，報(bào)告將對(duì)材料體系的改進(jìn)措施、效果和電池應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化問題進(jìn)行了概述，提出了今后磷酸錳鐵鋰材料的產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑。

報(bào)告人介紹

梁廣川，教授，博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)任河北工業(yè)大學(xué)能源與環(huán)保材料研究所所長(zhǎng)。獲山東省泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才、河北省新世紀(jì)“三三三”人才、河北省優(yōu)秀博士后等榮譽(yù)稱號(hào)。任中國(guó)儀表學(xué)會(huì)生態(tài)環(huán)境材料專業(yè)委員會(huì)秘書長(zhǎng)、山東計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)化學(xué)電源計(jì)量測(cè)試專業(yè)委員會(huì)主任委員。長(zhǎng)期從事鋰離子電池及材料方面的研究工作。作為主持人承擔(dān)了國(guó)家科技部“科技助力2020”專項(xiàng)、國(guó)家“863”計(jì)劃等課題。獲得省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)8項(xiàng)。有十余項(xiàng)科技成果在全國(guó)多個(gè)省市得到了產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化。發(fā)表SCI收錄的高水平論文100余篇，獲得專利授權(quán)40余項(xiàng)。發(fā)表專著5部。

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