中國粉體網(wǎng)訊 磷酸鐵鋰具有價格低廉、環(huán)境友好、熱穩(wěn)定性好、資源豐富、安全可靠等優(yōu)點,被認為是最有前途的新一代鋰電池正極材料,磷酸鐵鋰納米化后具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性、壽命長,且具有比能量大、對環(huán)境無污染等特點。
納米磷酸鐵鋰的特點
納米磷酸鐵鋰的特點相對于普通材料具體說來分為:
(1)由于納米材料具有高比表面積、微孔多、粒度微小等特點,使反應界面增大,增多了材料的擴散通道,使得理論儲鋰容量更高;
(2)納米磷酸鐵鋰具有良好的動力學性質(zhì),鋰離子在擴散過程中路徑短,具備嵌人深度淺的特點;
(3)磷酸鐵鋰經(jīng)過納米化后可以促使不可逆相變的電極材料轉(zhuǎn)變,使得電極材料得以循環(huán)使用;
(4)納米材料受外界影響后對體積的變化很小,具有超塑性和蠕變性的特點。
德方納米的納米磷酸鐵鋰生產(chǎn)工藝
由于磷酸鐵鋰的特殊結(jié)構(gòu),鋰離子擴散速率慢,電子電導率差,不適宜大電流的充放電,在功率型鋰離子動力電池應用方面受阻,工藝上可通過減小磷酸鐵鋰尺寸、表面包覆導電材料、摻雜改性等措施來提高鋰離子擴散速率。德方納米是我國第一家將納米技術(shù)應用到制備電池正極材料的新能源、新材料企業(yè),在納米磷酸鐵鋰的生產(chǎn)上具備豐富的經(jīng)驗。
在制備納米磷酸鐵鋰時,德方納米利用高價態(tài)金屬離子進行摻雜,在磷酸鐵鋰顆粒成型時,控制一次顆粒的一維平均粒徑接近納米量級,經(jīng)過造粒后形成微米級二次顆粒,通過在一次、二次顆粒表面包覆非連續(xù)的石墨烯,形成了一個立體的導電網(wǎng)絡,大幅度提高粉體的離子和電子導電性,從而使公司所生產(chǎn)的納米磷酸鐵鋰具備了優(yōu)異的綜合性能。
德方納米:納米磷酸鐵鋰生產(chǎn)工藝流程圖
(注:2017年1-9月,發(fā)行人優(yōu)化生產(chǎn)工藝,取消了上圖虛線框的烘干環(huán)節(jié),降低了能源耗用。)
其中核心環(huán)節(jié)是前驅(qū)體制備和燒結(jié)。前驅(qū)體制備主要設備是發(fā)料系統(tǒng),將液體狀態(tài)的漿料放入發(fā)料罐中,進行預加熱,漿料自然吸收熱量,自熱蒸發(fā)大部分水分,形成固體蜂窩狀凝膠。燒結(jié)過程的主要設備是輥道窯和全自動匣缽回送裝置,將干燥后的粉末狀凝膠盛裝到匣缽里,通過輥道窯棒傳動匣缽,將物料帶入輥道窯中進行燒結(jié)。
德方納米生產(chǎn)納米磷酸鐵鋰所采用的“自熱蒸發(fā)液相合成法”,具有獨創(chuàng)性和先進性,該技術(shù)在常溫常壓下即可反應,反應條件簡單,具有成本較低的優(yōu)勢。而且德方納米持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)工藝,自制鐵源,提高對鋰源等原材料的包容性等,不斷改善生產(chǎn)管理,進一步降低了生產(chǎn)成本。
德方納米生產(chǎn)的納米磷酸鐵鋰的性能
德方納米的納米磷酸鐵鋰應用于鋰離子電池正極后,具有顯著提高鋰離子電池的充放電倍率性能和低溫充放電性能、降低鋰離子電池的內(nèi)阻、提高了安全性、增加循環(huán)使用壽命等特性。
以DY-1和DY-2為例
DY-1性能優(yōu)勢
尺寸小,粒徑分布均勻,做成的極片光滑無顆粒,更利于電子、離子的傳導;
結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,具有良好的安全性和循環(huán)性能;
倍率性好,30C放電容量保持率為94.5%;
低溫性能好,-20°C的放電容量保持率為71.8%。
DY-2性能優(yōu)勢
DY-2具有優(yōu)異的低溫性能,-20°C的放電容量保持率86%,此外,還有良好的倍率性,循環(huán)性和安全性。
積極建設新增產(chǎn)能,提高行業(yè)競爭力
德方納米共有三處生產(chǎn)基地:
佛山德方:通過新增項目(共有第一期、第二期和第三期共3期項目),優(yōu)化生產(chǎn)工藝,持續(xù)擴大產(chǎn)能,目前產(chǎn)能約2.55萬噸/年,在建產(chǎn)能2.5萬噸/年;
曲靖德方:募集資金投資項目年產(chǎn)1.5萬噸納米磷酸鐵鋰;
曲靖麟鐵:公司與寧德時代合資分兩期建設的“1萬噸+1萬噸”納米磷酸鐵鋰項目。
2020年7月1日德方納米發(fā)布募資說明書:募集12億擴建4萬噸磷酸鐵鋰。上述項目達產(chǎn)后,德方納米將擁有超10萬噸產(chǎn)能,以支持新能源汽車行業(yè)的持續(xù)發(fā)展以及儲能市場的興起與商業(yè)化需求。
對于未來規(guī)劃,德方納米表示,德方納米致力于向世界奉獻更安全與高效的綠色新能源材料,力爭將德方納米打造成為“中國納米級鋰離子電池材料領域的領導者”。未來幾年要不斷加大科研投入,深入開展產(chǎn)學研合作,加強與相關研究機構(gòu)以及知名院校的合作,及時跟蹤本行業(yè)技術(shù)前沿,確保企業(yè)始終走在同行業(yè)研發(fā)的最前列。
參考來源:
曹圣平.納米磷酸鐵鋰的制備與性能分析
德方納米官網(wǎng)、招股說明書、企業(yè)年報
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉)
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