磷酸铁锂正极材料龙头企业

磷酸铁锂正极材料稳定性探讨

张世杰 副总工程师

中国电子科技集团公司第十八研究所

目 录

引言

磷酸铁锂正极材料产业现状分析

目前磷酸铁锂正极材料批产存在的主要质量问题 产生质量问题的主要原因分析 如何提高磷酸铁锂批次稳定性 讨论 1、

引言

采用磷酸铁锂正极材料制备的锂离子电池与其他正极材料制备的锂离子电池比较具有三个突出的特点：一是电池安全性好，电池在过充电、过放电、短路、针刺等试验条件下安全；二是电池充放电循环寿命长且容量保持率高，能够循环2000次且容量仍能保持90%；三是电池倍率放电能力强，可以几十倍率放电。因此，磷酸铁锂正极材料被公认为是动力锂离子电池理想正极材料，也成为世人关注的“热点”。

锂离子电池制造商在使用国产磷酸铁锂正极材料试验和生产电池过程发现：国产磷酸铁锂正极材料与国际先进同类产品相比仍有较大差距、一部分磷酸铁锂供应商提供的材料存在不同程度的质量问题、批次产品之间存在质量不稳定等问题。为此，国产磷酸铁锂正极材料质量一致性又成为人们关注的“焦点”。

如何迅速解决磷酸铁锂正极材料生产中存在的关键技术问题、工艺技术问题和产品质量问题？如何提高磷酸铁锂批生产过程产品批次不稳定问题？更是从事磷酸铁锂正极材料技术研究、产

2011年增刊Ⅴ(42)卷

正极材料磷酸铁锂的二次掺碳改性研究

唐瑛材,薛卫东

1,2

1,2

*

(1.电子科技大学微电子与固体电子学院,四川成都610054;

2.电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都610054)

摘 要: 提出了一种二次掺碳制备锂离子电池正极材料LiFePO4/C复合材料的合成方法。实验结果表明不同阶段掺碳对合成LiFePO4/C复合材料的晶型没有影响,但对其电化学性能影响明显,二次掺碳能有效地提高容量和改善材料的稳定性;当蔗糖二次加入量为碳与磷酸铁锂质量比为3%(质量分数)时,样品颗粒细小且均匀,同时电化学性能最好,在0.2C倍率下首次放电比容量为161.19mA h/g,循环20次后仍保持在153.68mA h/g。

关键词: 锂离子电池;正极材料;磷酸铁锂;二次掺碳中图分类号: TQ131.11文献标识码:A文章编号:1001-9731(2011)增刊Ⅴ-0950-03

磨同上步,添加蔗糖比例为碳与磷酸铁锂质量比为

2%(质量分数),再磁力搅拌、球磨、烘干得到前驱体。烧结步骤同上,得到黑色的LiFePO4/C样品,编号为A2。

2.1.3 二次掺碳样品的制备

将由2.1.2制得的前驱体放入氮气保护的管式炉中

中金企信（北京）国际信息咨询有限公司—国统调查报告网

磷酸铁锂正极材料项目可行性研究报告

项目可行性报告

中金企信国际咨询公司拥有10余年项目可行性报告撰写经验，拥有一批高素质编写团队，卓立打造一流的可行性研究报告服务平台为各界提供专业可行的报告。

【报告说明】

可行性研究报告，简称可研，是在制订生产、基建、科研计划的前期，通过全面的调查研究，分析论证某个建设或改造工程、某种科学研究、某项商务活动切实可行而提出的一种书面材料。

项目可行性研究报告主要是通过对项目的主要内容和配套条件，如市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等，从技术、经济、工程等方面进行调查研究和分析比较，并对项目建成以后可能取得的财务、经济效益及社会影响进行预测，从而提出该项目是否值得投资和如何进行建设的咨询意见，为项目决策提供依据的一种综合性的分析方法。

可行性研究具有预见性、公正性、可靠性、科学性的特点。可行性研究报告是确定建设项目前具有决定性意义的工作，是在投资决策之前，对拟建项目进行全面技术经济分析论证的科学方法，在投资管理中，可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调

锂离子电池磷酸铁锂正极材料的研究进展

张克宇1,2,3，姚耀春1,2,3*

（1.昆明理工大学真空冶金国家工程实验室,云南昆明，650093； 2.云南省有色金属真空冶金重点实验室；

3.云南省复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室（培育基地））

摘要：磷酸铁锂正极材料因其优良的电化学性能，被认为是最具应用前景的锂离子电池正极材料之一。但由于其导电率低和锂离子扩散速率慢等问题，也一直制约其发展。本文阐述了磷酸铁锂的晶体结构、充放电原理以及电化学反应模型，回顾了近年来国内外对于改善磷酸铁锂的电化学性能所进行的研究，重点介绍了离子掺杂、碳包覆以及材料纳米化等改性方法对锂离子电池磷酸铁锂正极材料的影响，以及目前仍然存在的问题，最后展望了该领域的发展趋势，并指出继续进行深入的理论研究和进行工艺改进将是今后重点的研究方向。

关键词：锂离子电池；正极材料；磷酸铁锂；复合材料

中图分类号：O 646.54；TM912 文献标识码：A 文章编号：1000-6613（2014）

Research progress of LiFePO4 cathode material for lithium-ion batteries

Zhang Keyu1,

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102169986A*

(10)申请公布号 CN 102169986 A

(43)申请公布日 2011.08.31(12)发明专利申请

(21)申请号 201110083171.1

(22)申请日 2011.04.02

(71)申请人江苏乐能电池股份有限公司

地址212300 江苏省镇江市丹阳市皇塘镇工

业区A区

(72)发明人丁建民

(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限

公司 41119

代理人

牛爱周

(51)Int.Cl.

H01M 4/1397(2010.01)

权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页

(54)发明名称

一种磷酸铁锂/石墨烯复合正极材料的制备

方法

(57)摘要

本发明公开了一种磷酸铁锂/石墨烯复合正

极材料的制备方法，包括如下步骤：（1）制备磷

酸铁锂前驱体，称取原料催化剂、锂盐、铁盐和磷

酸盐，将上述原料加入分散剂中，经球磨制得磷

酸铁锂前驱体；（2）首先在所述磷酸铁锂前驱体

上生长石墨烯，之后关闭碳源气体和氨气，再向

所述反应器中通入氢气，在通入氢气的过程中以

10℃～20℃/分钟的速度将反应器内的温度调整

到600~800℃，然后恒温24～48小时，之后反应

器内所得产物再在氮气气氛下冷却至室温，即制

得磷

锂离子电池磷酸铁锂正极材料的研究进展

张克宇1,2,3，姚耀春1,2,3*

（1.昆明理工大学真空冶金国家工程实验室,云南昆明，650093； 2.云南省有色金属真空冶金重点实验室；

3.云南省复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室（培育基地））

摘要：磷酸铁锂正极材料因其优良的电化学性能，被认为是最具应用前景的锂离子电池正极材料之一。但由于其导电率低和锂离子扩散速率慢等问题，也一直制约其发展。本文阐述了磷酸铁锂的晶体结构、充放电原理以及电化学反应模型，回顾了近年来国内外对于改善磷酸铁锂的电化学性能所进行的研究，重点介绍了离子掺杂、碳包覆以及材料纳米化等改性方法对锂离子电池磷酸铁锂正极材料的影响，以及目前仍然存在的问题，最后展望了该领域的发展趋势，并指出继续进行深入的理论研究和进行工艺改进将是今后重点的研究方向。

关键词：锂离子电池；正极材料；磷酸铁锂；复合材料

中图分类号：O 646.54；TM912 文献标识码：A 文章编号：1000-6613（2014）

Research progress of LiFePO4 cathode material for lithium-ion batteries

Zhang Keyu1,

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102169986A*

(10)申请公布号 CN 102169986 A

(43)申请公布日 2011.08.31(12)发明专利申请

(21)申请号 201110083171.1

(22)申请日 2011.04.02

(71)申请人江苏乐能电池股份有限公司

地址212300 江苏省镇江市丹阳市皇塘镇工

业区A区

(72)发明人丁建民

(74)专利代理机构郑州睿信知识产权代理有限

公司 41119

代理人

牛爱周

(51)Int.Cl.

H01M 4/1397(2010.01)

权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页

(54)发明名称

一种磷酸铁锂/石墨烯复合正极材料的制备

方法

(57)摘要

本发明公开了一种磷酸铁锂/石墨烯复合正

极材料的制备方法，包括如下步骤：（1）制备磷

酸铁锂前驱体，称取原料催化剂、锂盐、铁盐和磷

酸盐，将上述原料加入分散剂中，经球磨制得磷

酸铁锂前驱体；（2）首先在所述磷酸铁锂前驱体

上生长石墨烯，之后关闭碳源气体和氨气，再向

所述反应器中通入氢气，在通入氢气的过程中以

10℃～20℃/分钟的速度将反应器内的温度调整

到600~800℃，然后恒温24～48小时，之后反应

器内所得产物再在氮气气氛下冷却至室温，即制

得磷

福建省建筑业龙头企业实施计划

根据《福建省人民政府关于产业龙头促进计划实施方案的通知》（闽政文〔2014〕26 号）和《福建省人民政府关于进一步支持建筑业发展壮大的十条措施的通知》（闽政〔2013〕44号）的要求，现就培育发展我省建筑业龙头企业的有关实施计划安排如下：

一、发展目标

以“抓龙头、兴产业、建精品”为目标，通过实施建筑业龙头企业实施计划，着力提升龙头企业市场竞争力，增强企业发展活力，发挥龙头企业支撑和引领带动作用，进一步推动我省建筑业发展壮大。

到2016年，全省力争新增3家施工特级总承包企业、3-5家国家住宅产业化基地企业，实现行业主营业务收入300亿元以上的施工企业1家、100-300亿元的7家、100-50亿元的20家，行业主营业务收入达5亿元以上的勘察设计单位2-3家、2-5亿元的7家。

到2020年，全省再新增5-7家施工特级总承包企业、15家国家住宅产业化基地企业，重点培育1-2家主营业务收入超500亿元的“海西建筑航母”企业，实现行业主营业务收入100亿元以

- 1 -

上的施工企业20家、100-50亿元的50家，行业主营业务收入达5亿元以上的勘察设计单位5家、2-5亿元的15家。

二、基本条件

建筑业龙头企业应当具

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磷酸铁锂正极材料及其动力电池

项目可行性研究报告.

磷酸铁锂正极材料及其动力电池项目可行性研究报告.

.

第一章 总 论

1.1 项目背景与概况 1.1.1 项目名称

磷酸铁锂正极材料及其动力电池项目 1.1.2 项目承办单位概况 a、承办单位 有限公司 b、项目法人代表 c、项目承办单位概况

公司于年注册成立，是专业从事磷酸铁锂正极材料及磷酸铁锂动力电池的开发、生产制造的高科技企业。公司一直专注于高端新能源材料的研发，生产及应用，是目前国内少数几家专业生产磷酸铁锂电池正极材料及动力电池的几家公司之一。在产业化建设过程中，公司深刻认识到培育拥有自主知识产权的核心技术的重要性，始终高度重视技术研发工作，不断增加研发投入，做到生产一代、研发一代、储备一代。公司还将拟建了具备国内一流水平的安全测试中心，这些都为增强企业发展后劲提供了保障。

未来公司将进一步加大动力电池的投入，扩大动力电池生产、研发能力，着力推进电动汽车电池、储能系统等新能源研发及产业发展，将建设成为能够为客户提供整体电源解决方案的国际一流的国际化、技术、质量型公司，成为新能源电池的主要供应商。公司正全力以赴，抢抓机遇，力争尽快建成我国最大的绿色能源基地和科、工、贸

参考文献

水分对磷酸铁锂的影响

深圳市博德能科技有限公司 许兰兰译 金旭东校

摘要：为了研究水对碳包覆LiFePO4的影响，我们进行了化学分析，结构分析（ X射线衍射分析，扫描电镜，透射电镜） ，光谱分析（红外光谱，拉曼光谱）和磁测量分析。 将磷酸铁锂浸泡在水中，部分样品会漂浮在水面，而大部分会沉降。我们对漂浮部分和沉降的部分都进行了分析，发现漂浮的部分与沉降部分的区别只是碳含量不同。磷酸铁锂浸泡在水中，几分钟内无碳包覆的颗粒会与水迅速反应，但是无论是水热反应还是固相反应合成法生产的磷酸铁锂，碳包覆层都不能阻止水分的渗透，渗透了水的碳层就不能保护内层的LiFePO4，但水分子对LiFePO4的化学侵蚀仅限于粒子表层（几纳米厚）。如果磷酸铁锂颗粒仅仅是接触到潮湿的空气，碳包覆层对粒子的保护则更有效。在这种情况下，Li有亲水性，在一段时间内（几周）磷酸铁锂接触潮湿的空气后表层锂也会与水发生锂化反应；但是如果将该吸水的样品干燥后，其电化学性能可以恢复。 1. 介绍

LiFePO4作为锂电池正极材料10年前就有报道 [1] 。由于该材料的电导率低，曾引起广泛的研究和讨论[2] 。 将LiFePO4外包覆一层碳就能 [ 3-5 ]解决电导率的