磷酸鐵鋰已經成為鋰離子電池的主流正極材料,廣泛用于新能源汽車等領域,預計2021年的產銷量將突破30萬噸。隨著新能源發電儲能、家用儲能等使用場景的發展,磷酸鐵鋰的成本優勢更加凸顯,成本不斷降低的磷酸鐵鋰電池有望打開巨大的鉛酸電池替代市場。
因此,進一步提高性能,降低成本成為磷酸鐵鋰材料合成的重要方向,探討低成本準備高品質磷酸鐵鋰工藝路線,可以進一步擴大磷酸鐵鋰的應用范圍,為我國新能源產業的持續提升奠定技術基礎。
磷酸鐵鋰上下游產業鏈
一般來說,磷酸鐵鋰需要磷源、鐵源、鋰源、碳源進行合成。因此,低成本合成的路線,在于原料體系的優化和制程工藝成本的降低。
在原材料領域,采用工業級磷酸是最有效的磷源體系,而在鐵源方面,生產鈦白粉的副產品硫酸亞鐵是成本最低的鐵源體系。但這種鐵源的問題是雜質元素含量較高,會嚴重影響磷酸鐵鋰材料的性能。為此,需要對硫酸亞鐵材料進行除雜,以提高原料體系的純度,例如錳、鈦、鋅、鎂等雜質元素的去除。低成本的有效除雜技術手段是各個廠家的獨特競爭力。
硫酸亞鐵
另外,通過簡化工藝流程、縮短制程時間也可以有效實現磷酸鐵鋰生產的降成本,提高競爭力。在合成磷酸鐵鋰方面,也可以通過低能耗設備(例如用旋轉爐替代輥道爐)、減少高耗能工序、快速制程、快速冷卻等手段,提高生產效率,基于降低電費和氮氣耗量降低磷酸鐵鋰單位重量的制造成本。
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報告人簡介:
河北工業大學教授 梁廣川
梁廣川,男,教授,博士生導師。現任河北工業大學能源與環保材料研究所所長,天津先眾新能源科技股份有限公司董事長。獲泰山產業領軍人才、河北省“三三三人才”、河北省優秀博士后等榮譽稱號。主要研究領域是鋰離子電池及材料、先進無機非金屬材料。任中國儀器儀表學會生態環境材料專業委員會秘書長、山東省計量測試學會化學電源計量測試專業委員會主任委員。承擔了國家和省部級項目8項,發表SCI收錄的高水平論文60余篇,獲省部級科技獎勵7項。
粉體圈會務組
作者:粉體圈
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