磷酸鐵鋰生產(chǎn)車間

動力電池是新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的核心部件，是關(guān)系到整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，相比于傳統(tǒng)的鋰離子三元正極材料等，磷酸鐵鋰有著成本低、循環(huán)壽命長、低毒環(huán)保，充放電電壓穩(wěn)定且散熱良好等諸多優(yōu)點，被認為是目前最理想的動力電池正極材料之一。然而，磷酸鐵鋰的電子電導(dǎo)率較低、離子擴散速率慢、振實密度小、產(chǎn)品一致性差和不令人滿意的低溫電化學(xué)性能，限制了磷酸鐵鋰在儲能電池應(yīng)用中的進一步發(fā)展。近期，由內(nèi)蒙古圣釩科技新能源有限責(zé)任公司牽頭，聯(lián)合內(nèi)蒙古師范大學(xué)、四川大學(xué)共同實施的呼和浩特市“揭榜掛帥”項目“‘全元素一體化液相法’生產(chǎn)鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰”正式啟動。

該項目是市科技局落實國家和自治區(qū)重大科技戰(zhàn)略任務(wù)，解決我市綠色農(nóng)畜產(chǎn)品加工、清潔能源、現(xiàn)代化工、新材料和現(xiàn)代裝備制造、生物醫(yī)藥、電子信息技術(shù)“六大產(chǎn)業(yè)”集群等重點產(chǎn)業(yè)所面臨的關(guān)鍵核心技術(shù)問題，通過公開發(fā)榜等形式，由區(qū)內(nèi)外高校院所、科技型企業(yè)或創(chuàng)新聯(lián)合體進行揭榜攻關(guān)，并予以立項支持的重大科技計劃項目之一。

在“雙碳”驅(qū)動下，新能源產(chǎn)業(yè)迎來快速發(fā)展。經(jīng)過多年的市場檢驗，與氫能、核能、液流電池等相比，鋰離子電池在新能源汽車、儲能等領(lǐng)域脫穎而出，其中關(guān)鍵正極材料有磷酸鐵鋰、三元材料。其中磷酸鐵鋰憑借安全、循環(huán)壽命長、成本低、價格相對穩(wěn)定等優(yōu)點，在鋰離子電池應(yīng)用中逐漸成為主流。2021年磷酸鐵鋰超過三元材料在鋰離子電池中的應(yīng)用，2023年在大規(guī)模風(fēng)光儲能應(yīng)用上磷酸鐵鋰優(yōu)勢更加明顯，市場需求量將進一步劇增。然而典型的磷酸鐵鋰生產(chǎn)工藝如固相法或液相法存在諸如工藝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長、環(huán)保壓力大、對原料依賴程度大等問題。在如何提高產(chǎn)品壓實密度，保持優(yōu)良的電性能的同時，控制成本并實現(xiàn)更大規(guī)模的可持續(xù)化生產(chǎn)是磷酸鐵鋰產(chǎn)品面臨的共同瓶頸。

該項目將采用含鋰、鐵、磷元素工業(yè)粗品(或廢舊電池、或礦產(chǎn)品)，在常溫、常壓、液相中，直接合成磷酸鐵鋰前驅(qū)體，母液循環(huán)利用，通過調(diào)控晶粒尺寸，配合包碳工藝，可制備高能量密度、高功率密度磷酸鐵鋰，彌補傳統(tǒng)固相法、液相法的短板，革新工藝路線，具備低成本、高性能、低能耗、低污染特點，實現(xiàn)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。項目最終將建成1萬噸/年“全元素一體化”磷酸鐵鋰生產(chǎn)線，預(yù)計年增產(chǎn)值15億。對于促進呼和浩特市和內(nèi)蒙古自治區(qū)整個磷酸鐵鋰電池產(chǎn)業(yè)升級，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，帶動一大批與磷酸鐵鋰相關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。