《锂电池正极材料磷酸铁锂及其前驱体制造关键技术开发与产业化》

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该项目属于新能源、材料科学、化学工程、环境科学等多学科交叉领域,涉及功能材料量产、绿色生产工艺与技术开发、数字化与智能化制造及工业废弃物资源化利用等诸多前沿技术。

磷酸铁锂电池是应用范围最广、最重要的锂离子二次电池,其特有的高安全性、高可靠性、长寿命、低价格等众多优势是新型三元锂电池无法比拟的,权威机构预测,未来在动力电池和储能电池市场磷酸铁锂电池仍将占据主流。

新材料“十二五”发展规划明确指出高性能锂离子电池材料在中国重点推进的产业结构升级及能源改革中扮演着重要角色,特别是在降低对传统化石燃料的依赖、构建“绿水青山,金山银山”共存的经济格局方面,因此迫切需要开发一种既能有效保障产品安全稳定性,又可降低生产成本,同时电化学性能优异的磷酸铁锂量产工艺。

该项目集中了多学科优势力量,从材料配方、工艺路线、过程控制、质量标准、工艺设备、绿色生产等关键环节着手进行原始创新和技术集成创新,率先研制出具有自主知识产权的磷酸铁锂及其前驱体量产工艺,与传统工艺相比,该工艺及其产品在降本增效、节能减排,特别是环保效益及产品综合性能方面独具优势,取得了显著的经济及社会效益。主要创新成果包括:

创新成果一:利用自主研发技术成功突破了低价值工业废弃物的处置难题,通过先进的再生技术,实现了工业废弃物的循环再利用,有助于区域内钢铁、汽车等工业废弃物制造企业自有生产工艺的绿色化,盘活区域经济的绿色发展。

创新成果二:成功开发出结构均一、微纳尺寸的、高密度的适合制备高性能磷酸铁锂且综合性能优异的球形磷酸铁,不仅价格低廉,产品质量也达到电池极磷酸铁材料的要求。

创新成果三:率先开发出磷酸铁锂材料一体化包覆及成型技术,使原材料自有的微观球形结构得以保留,确保了磷酸铁锂组分的均匀性,通过调节包覆温度、气氛,控制粒子尺寸和导电相含量等复杂、关联参数,彻底解决了磷酸铁锂导电性差、离子传导速度慢的难题。

创新成果四:打造了绿色、完整、可持续发展的锂电池正极材料产品生态链,在行业内率先实现了生产过程和产品的绿色化及厂区各类污染物的零排放及资源化再利用。

通过自主攻关,该项目突破了高性能磷酸铁锂正极材料及磷酸铁前驱体规模化生产和应用关键技术,建成具有自主知识产权的万吨级规模生产线,并实现磷酸铁锂动力电池在电动汽车领域中的应用,进一步提高中国在磷酸铁锂及其动力电池领域的技术水平和产业竞争优势。

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