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新材料
纳米磷酸铁锂低成本规模化制备关键技术

一、项目概况

    锂离子电池用磷酸铁锂以其安全性好、使用寿命长、价格便宜、环保等优点,已成为电动汽车用锂离子动力电池的最佳正极材料之一。但磷酸铁锂正极材料在高性能锂离子电池应用时还面临着高倍率性能与低温性能差这两个关键问题,目前的研究表明通过纳米技术可以加快磷酸铁锂的储锂动力学,从而从大大提升磷酸铁锂的高倍率性能与低温性能。但是磷酸铁锂制备工艺过程复杂,对制备技术和设备要求较高,导致磷酸铁锂的生产成本较高,大大限制了其规模化应用。
   针对上述关键问题和技术难题,我所加强技术攻关,成功研制出具有超快速充放电特性的磷酸铁锂纳微结构正极材料。材料的综合性能指标已达到世界先进水平,特别是倍率性能和低温性能尤为突出,可以实现16秒快充快放。我所通过设计与构造“三维混合导电网络”结构电极提高磷酸铁锂的高倍率性能;利用纳米技术提高磷酸铁锂的低温性能;由便宜原料出发直接降低制备成本。我们的制备技术具有产业化的潜力。我所设计的兼具纳米和微米结构优点的纳微结构磷酸铁锂,有利于在锂离子电池中的实际应用和工业生产。

二、关键技术指标

    关键技术指标和参数:比容量≥150 mAh/g (0.2C);1C放电,容量保持率≥95%;30C放电,容量保持率≥85% ;-20℃热平衡8h, 0.5C放电, -20℃容量≥25℃放电容量的80%;1C充放电100%DOD循环,1500次,容量保持≥80%;振实密度~1.5g/cm3。

三、研究现状和预期

    已建成产能50吨/年的中试线,为工业化生产(100吨以上/年)做准备。