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王连邦丨一步法高振实密度磷酸铁锂正极材料合成路线探索及产业化应用

9月22日,由中国电子材料行业协会电池材料分会、中国电池工业网主办的“磷酸盐系电池、磷系材料技术与市场大会”在苏州市成功召开。

大会围绕高压实密度磷酸铁锂材料制备工艺技术、磷酸锰铁锂电池材料前沿技术、磷系材料、磷酸铁等前沿技术等议题,来自企业、高校及科研机构的各界代表共聚一堂,共话锂电行业发展的新路径与新机遇。

大会主题演讲环节,浙江工业大学化学工程学院副院长王连邦教授进行了以《一步法高振实密度磷酸铁锂正极材料合成路线探索及产业化应用》为题的演讲。

王连邦教授在演讲中系统阐述了团队在一步法高振实密度磷酸铁锂正极材料合成工艺方面的探索及其产业化实践,并对这一新技术的市场前景进行展望。

演讲主要分为三个部分:研究背景、研究内容、总结与展望。

研究背景方面,王连邦教授认为,锂离子电池的技术优势既是我国储能和新能源汽车产业高速发展的基础,还我国双碳战略的重要支撑。

而在现有的两种锂离子电池主流技术路线中,磷酸铁锂电池装车量不断攀升,在动力电池领域占比超80%,在储能电池领域占比超90%,带动磷酸铁锂正极材料需求增加。数据显示,2024年我国磷酸铁锂正极材料产量248.1万吨,同比增长58.43%。

不过,当前磷酸铁锂正极材料仍旧存在振实密度低、电导率低、原子经济性差、原料价格高等痛点。基于上述问题,王连邦教授提出了以铁粉为前驱体低碳排放合成路线,通过这一路线制备的磷酸铁锂材料具有振实密度高、电化学性能高、原料成本低、绿色低碳等优势。

研究内容方面,王连邦教授详细介绍了团队磷酸铁锂、磷酸锰铁锂材料的研究方案,展示了多项关键技术。

磷酸铁锂材料领域,王连邦教授着重介绍了100%原子经济性的绿色合成工艺路线。该技术直接采用铁粉制备磷酸铁锂,实现了100%的原子经济性,具有原料成本低、煅烧时无气体产生、产品振实密度高的优点。

除此之外,粉化-干燥一体化技术也是制备磷酸铁锂的关键技术。基于这一技术,研究团队研发了全新的设备,解决了前驱体制备过程中原料密度相差7~8倍难以均匀混合的难题。

磷酸锰铁锂材料领域,王连邦教授展示了团队在磷酸锰铁锂正极材料的晶面控制、原位自催化构建CNTs/LMFP复合材料、富锰磷酸锰铁锂纳米花的设计合成方面的研究过程与研究成果,有效解决了磷酸锰铁锂材料发展过程中的痛点难点。

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