4月10日,陈院士莅临我所,关心我所锂电池生产项目及生产进度,对我所现状提出相关意见,就我所锂电池生产项目,我所决定寻找合作伙伴,合力生产锂电池正极材料,若有此意向可与我所联系。
锂电池正极材料—磷酸铁锂生产技术
一.项目简介:锂离子电池的性能主要取决于正负极材料,磷酸铁锂作为锂电池材料是近几年才出现的事,国内开发出大容量磷酸铁锂电池是2005年7月。其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的,这些也正是动力电池最重要的技术指标。1C充放循环寿命达2000次。单节电池过充电压30V不燃烧,穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易串联使用。以满足电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜,寿命长等优点,是新一代锂离子电池的理想正极材料,国内市场年需求12000吨以上。
二.技术特点
本技术路线使用磷酸铁和氢氧化锂作为主要原材料,采用独特的一步反应法制备导电性能优异的磷酸铁锂,主要先进性和创新性有:
(1) 避开了其它合成方法中使用磷酸二氢铵为原料,产生大量氨气污染环境的问题。
(2) 采用特殊的混料方法,使添加剂与锂源、铁源、磷源达到充分混合。添加剂在后续的反应中即可以起到还原的作用,也能形成对磷酸铁锂颗粒的包覆作用,可以大大提高正极材料的导电性能。
(3) 采用的工艺路线容易控制,工艺稳定性好,成本低廉,所用原材料和设备均来自国产,大大降低了产业化成本。容易实现大批量生产。
三.环境保护与职业安全卫生
本项目生产的是一种无污染的二次电池正极材料,制造过程中避开了其它合成方法中使用磷酸二氢铵为原料,产生大量氨气污染环境的问题,仅产生少量CO2气体,属清洁生产工艺。故不会对环境和人员造成危害。
合作方式:技术转让或合作生产。
我所生产的锂电池正极材料(LiFePO4)性能如下:
1、物象分析XRD
与标准PDF卡片中的衍射峰对应很好,并未发现其他物相的存在。
2、SEM
总体来看,以淀粉作为碳源不仅起到了还原Fe3+的作用,其分解的无定形碳同时阻止了LiFePO4颗粒的过分长大。包覆在LiFePO4颗粒表面的无定形碳具有较大的比表面积,增加了颗粒之间连接,提高了电子的传输速率,有利于LiFePO4的电化学性能的提高。
3、粒径分布
体积平均粒径:4.406; d(0.1)=0.597; d(0.5)=2.147; d(0.9)=9.418
3、碳含量
Carbon(%):3.2~3.4;
Nitrogen(%):0;
Hydrogen(%):0.14~0.17
4、振实密度
1.0g/ml
5、电化学性能测试
图1 0.1C、3个循环的充放电性能图
经过第一个充放电循环的活化后,放电容量略有提高,充放电容量均达到157 mAh/g。这主要归结于合成的产品的一次颗粒尺寸细小、均匀,碳包覆比较完整,从而提高了电子电导率,减小了相应的极化现象,表现出良好的充放电性能。
图2 1C、100个循环的充放电性能图
图3 样品电化学性能图
|