高压实密度磷酸铁锂生产技术现状与发展趋势


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[导读]为促进磷酸铁锂产业交流与技术合作,www.188betkr.com 将于2025年11月26日在江苏常州举办“2025高压实磷酸(锰)铁锂技术大会”。

www.188betkr.com 讯随着新能源汽车市场对续航里程与快充性能的要求日益苛刻,以及储能系统对体积能量密度需求的不断提升,锂电池正极材料的性能正面临新的挑战。在此背景下,高性能磷酸铁锂电池对其正极材料的压实密度提出了更高的要求。


压实密度,是指在一定的压力下,电池极片单位体积内所含材料的质量,它直接决定了极片的体积比容量,并与电池的内阻、效率及循环性能密切相关。在电池体积不变的前提下,提升磷酸铁锂正极片的压实密度,已成为提升电池能量密度最直接有效的路径之一。


行业内普遍将磷酸铁锂划分为五代产品,一代、二代、三代、四代、五代产品粉体压实密度分别在2.30g/cm?、2.40g/cm?、2.50g/cm?、2.60g/cm?、2.70g/cm?左右,目前三代及以上的磷酸铁锂产品为市场主流。


一般将压实密度2.6g/cm?以上的磷酸铁锂材料定义为高压实密度磷酸铁锂。因其高压实密度和连续的导电通路,可以显著提升电池的能量密度和充电速度,能够很好的应用于快充电池,成为下游电池厂商争抢的“香饽饽”。


目前,提升磷酸铁锂材料压实密度的方法主要有优选原料和工艺路线、调整烧结制度、大小颗粒级配、碳包覆及掺杂金属离子等。


优选原料和工艺路线


高压实磷酸铁锂当前以磷酸铁法、草酸亚铁法工艺路线为主。磷酸铁法、草酸亚铁法的优势均在于能实现更高的能量密度,其中草酸亚铁法率先突破实现批量供应,大多数企业则采取磷酸铁法。


调整烧结制度


在磷酸铁锂材料的合成过程中对材料指标影响最大的是烧结过程,改善烧结过程对磷酸铁锂材料的粉体压实密度的提升非常显著。


大小颗粒级配


除了优化原料和烧结制度,大小颗粒级配也是提高粉体压实密度的有效方法,这是因为小颗粒填充在大颗粒的缝隙中可以显著提升整体的粉末压实密度。


碳包覆


研究表明碳包覆能增强磷酸铁锂颗粒之间的导电性,使其电化学性能有明显改善。但是过量的碳将严重降低磷酸铁锂的振实密度。选择合适的碳源,改进制备工艺,都可以使碳包覆层更加均匀,从而提高材料的振实密度。


金属离子掺杂


金属离子掺杂是在磷酸铁锂中掺杂金属离子,改变其晶格结构,从而提高其自身的导电能力。近年来部分研究表明,掺杂特定种类的金属离子能提高材料的振实密度,从而提高磷酸铁锂的体积比容量。


由于高压实密度产品在生产工艺、粒度形貌控制、碳包覆技术等方面要求极为苛刻,其技术门槛远高于普通产品,目前具备高压实磷酸铁锂稳定生产能力的企业仅有湖南裕能、富临精工等头部企业,行业呈现"头部集中"态势。


总体而言,高压实密度磷酸铁锂已成为提升电池体积能量密度、兼顾快充性能的利器,是当前磷酸铁锂材料技术演进最明确的方向。未来,随着技术工艺的持续突破和成本的进一步优化,高压实密度产品将加速渗透市场,并推动磷酸铁锂电池在更多高端应用场景中占据主导地位。


为促进磷酸铁锂产业交流与技术合作,www.188betkr.com将于2025年11月26日江苏常州举办“2025高压实磷酸(锰)铁锂技术大会”。届时,来自中南大学/四川发展龙蟒股份有限公司胡国荣教授/新能源首席科学家将作《高压实密度磷酸铁锂生产技术现状与发展趋势》的报告,胡教授将介绍高压实密度磷酸铁锂的定义、合成路线、加工成本、高压实磷酸铁锂的溢价以及高压实磷酸铁锂的市场需求和生产企业。




专家简介:

胡国荣,男、1963年生,博士、中南大学二级教授,博士生导师、国务院政府特殊津贴专家。

主持国家发改委重大产业化专项1项、科技部科技支撑项目1项,“863”项目1项,省部级科技项目10余项,获湖南省科技进步一等奖1项(排名第一),山东省科技进步二等奖1项(排名第一),长沙市十大青年创新人才等多项荣誉。

现任:四川发展龙蟒股份有限公司新能源首席科学家;

先进电池材料教育部工程研究中心技术委员会副主任,中国化学与物理电源协会常务理事。

兼任:广汽埃安新能源汽车股份有限公司独立董事,湖北兴发集团股份有限公司独立董事。


参考来源:

国金证券《磷酸铁锂行业深度:景气反转向上,高压密铁锂壁垒提升》

李淼等《高能量密度磷酸铁锂正极设计》


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