【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 成粉塵對(duì)環(huán)境的影響。綜上所述，在本工藝流程下，磷酸鐵鋰的生產(chǎn)是對(duì)環(huán)境沒(méi)有影響的，屬清潔生產(chǎn)工藝。 ?? . 成果的創(chuàng)造性、先進(jìn)性 A 本產(chǎn)品系在對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理后，采用機(jī)械液相活化法對(duì)草酸亞鐵、碳酸鋰、少量摻雜元素等原材料進(jìn)行機(jī)械活 化處理并對(duì)先驅(qū)體進(jìn)行造粒。在連續(xù)式隧道窯中保護(hù)氣氛下一定的時(shí)間和溫度煅燒前驅(qū)體合成磷酸鐵鋰復(fù)合正極材料，合成的磷酸鐵鋰正極材料具有最優(yōu)電化學(xué)性能。 B 采用現(xiàn)場(chǎng)合成磷酸鐵鋰 /納米結(jié)構(gòu)碳復(fù)合材料的工藝，直接在合成磷酸鐵鋰的同時(shí)生成納米結(jié)構(gòu)碳，使磷酸鐵鋰粒子均勻分布在納米結(jié)構(gòu)碳的網(wǎng)絡(luò)中，得到磷酸鐵鋰和納米結(jié)構(gòu)碳均勻連續(xù)相；該工藝防止了二價(jià)鐵進(jìn)一步氧化，獲得了沒(méi)有雜質(zhì)的磷酸鐵鋰，同時(shí)抑制了磷酸鐵鋰晶粒的長(zhǎng)大，獲得了晶粒細(xì)小的亞微米粉體，為提高磷酸鐵鋰的電子電導(dǎo)率提供了保障；和傳統(tǒng)的包敷碳工藝相比，現(xiàn)場(chǎng)生成的納米 結(jié)構(gòu)碳形成了相互連接的電子傳導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)，納米結(jié)構(gòu)碳具有更多的表面自由電子，具有更高的電子導(dǎo)電率。因此，該復(fù)合材料和該工藝降低了包敷碳含量，提高了活性物質(zhì)的組分含量，并且提高了電子導(dǎo)電率； 11 C 采用了多元摻雜協(xié)同效應(yīng)改善磷酸鐵鋰的電子導(dǎo)電率和鋰離子遷移率，提高產(chǎn)品的充放電容量，尤其是在大電流下的充放電性能；通過(guò)雜質(zhì)離子的引入，改變了電子躍遷能壘。在摻雜金屬元素的基礎(chǔ)上，合成用修飾的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰（ Li1xMxFeyPO4（ O≤X≤， 0≤Y≤）），其具有較標(biāo)準(zhǔn)的橄欖石結(jié)構(gòu)。 本項(xiàng)目的合成方法與國(guó)外類似，均采用高溫固相反應(yīng)法。不同之處主要在前處理工序。本項(xiàng)目采用機(jī)械化學(xué)活化法，得到混合均勻的前驅(qū)體粉末 ,并對(duì)前驅(qū)體粉末進(jìn)行造粒，然后進(jìn)行高溫煅燒，即得磷酸鐵鋰，采用此種工藝，生產(chǎn)流程短，設(shè)備投資少，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。目前生產(chǎn)磷酸鐵鋰主要采用金屬元素?fù)诫s或者表面包敷碳來(lái)提高磷酸鐵鋰的電導(dǎo)率，本項(xiàng)目在前者方案的基礎(chǔ)上，首次采用金屬元素?fù)诫s和表面包裹碳的方案，結(jié)合兩種方案的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到既提高磷酸鐵鋰的電導(dǎo)率，又保證磷酸鐵鋰的振實(shí)密度的目的 。 ? . 與國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品主要性能比較 中輝振宇 本技術(shù)產(chǎn)品 平均粒徑 16μm 38μm（可調(diào)） 比容量 115 135 振實(shí) 比表面積 (m2/g) 150 310 Li:Fe(molar) 500次循環(huán)后容量衰減率 (%) 12 5 12 ? . 政策優(yōu)勢(shì) 我國(guó)政府將新型能源產(chǎn)業(yè)確定為重大高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，國(guó)家計(jì)委、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、國(guó)家科技部、國(guó)家外經(jīng)貿(mào)部等部門把該產(chǎn)業(yè)分別列 入《中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)品目錄》、《外商投資產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄》、《國(guó)家十五重大產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)項(xiàng)目》之中，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策。 ? . 技術(shù)優(yōu)勢(shì) 項(xiàng)目承擔(dān)單位擁有一批以杰出科學(xué)家和科技工作者，在材料研發(fā)方面處于國(guó)際先進(jìn)水平，能為該項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化的順利實(shí)施提供堅(jiān)強(qiáng)的技術(shù)支撐。 多次參與錳酸鋰、鈷酸鋰和磷酸鐵鋰的中試及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，在電池材料的成功產(chǎn)業(yè)化積累了豐富的工程經(jīng)驗(yàn)。 ? . 市場(chǎng)優(yōu)勢(shì) 預(yù)計(jì) 23年內(nèi)，磷酸鐵鋰材料的市場(chǎng)需求量將達(dá) 1萬(wàn)余噸以上。隨著中國(guó)加入WTO，國(guó)際制造中心逐步向我國(guó)轉(zhuǎn)移，國(guó)內(nèi)電池行業(yè)將取得快速 發(fā)展，為該項(xiàng)目的發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng)空間。 ? . 性能優(yōu)勢(shì) 該產(chǎn)品的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)完全符合國(guó)際先進(jìn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，部分性能指標(biāo)還優(yōu)于國(guó)際先進(jìn)水平，而成本又明顯低于進(jìn)口產(chǎn)品，完全可以替代進(jìn)口。 三 .項(xiàng)目成熟程度 . 產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，以及在價(jià)格、性能情況 我們對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了 X射線衍射分析、掃描電鏡、循環(huán)伏安、充放電，比表面積，粒度分布等多種物理化學(xué)測(cè)試，結(jié)果表明，本項(xiàng)目批量生產(chǎn)所生產(chǎn)的樣品已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。測(cè)試結(jié)果表明，產(chǎn)品具有較高的比容量和較優(yōu)良的循環(huán)性能，性能指標(biāo)已超過(guò)了國(guó)外同類產(chǎn) 品水平，同時(shí)我們生產(chǎn)產(chǎn)品的價(jià)格僅為進(jìn)口產(chǎn)品的二分之一，可作為鋰 子動(dòng)力電池的首選材料。 該項(xiàng)目通過(guò)特種機(jī)械化學(xué)活化法的研究與開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了磷酸鐵鋰生產(chǎn)原料的國(guó)產(chǎn)化；與國(guó)外同類產(chǎn)品相當(dāng)，整體水平達(dá)國(guó)際先進(jìn)。 ? . 技術(shù)質(zhì)量指標(biāo) 13 外觀：藍(lán)黑色粉末，無(wú)結(jié)塊。 物理性能： X射線衍射：對(duì)照 JCDS標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)雜相存在。 粒度分布：正態(tài)分布 D50=6μm， 110μm占 90%以上。 振實(shí)密度： g/cm3。 比表面積： 10m2/g。 電化學(xué)性能：首次放電容量大于 135mAh/g， 100個(gè)循環(huán)容量衰減小于 2%， 300個(gè)循環(huán)容量衰減小于 5%， 90%。 磷酸鐵鋰材料作為鋰離子電池的正極材料，要求承受反復(fù)的電流充放。在充電時(shí)，鋰離子從正極中脫出而嵌入負(fù)極，放電時(shí)則從負(fù)極脫出嵌入正極。如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)。要使其具有較高的循環(huán)壽命，則要求其在鋰離子脫出 /嵌入時(shí)結(jié)構(gòu)上具有較好的可逆性，即在鋰離子反復(fù)脫出 /嵌入時(shí)，磷酸鐵鋰材料的骨架不致于坍塌，而引起循 環(huán)性能失效。因此，控制磷酸鐵鋰材料的循環(huán)性能一般從控制合成工藝（溫度制度）著手，保證其具有完好的晶 體結(jié)構(gòu)。磷酸鐵鋰材料的另一個(gè)重要性能是大電流特性，即在較高倍率下的充放電能力，也即電池的功率輸出特性。尤其是在動(dòng)力型應(yīng)用時(shí)，這一性能顯得尤為重要。這也同樣對(duì)磷酸鐵鋰的晶體結(jié)構(gòu)提出了較高的要求，使鋰離子能快速的遷移。本項(xiàng)目 通過(guò)金屬離子摻雜和現(xiàn)場(chǎng)引進(jìn)納米結(jié)構(gòu)碳既提高了磷酸鐵鋰的導(dǎo)電率和鋰離子擴(kuò)散能力，同時(shí)又通過(guò)特殊的工藝保證了磷酸鐵鋰晶體結(jié)構(gòu)的完整，在結(jié)構(gòu)和工藝上給磷酸鐵鋰的物化性能提供了保證。本項(xiàng)目正在申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利。 14 四 .市場(chǎng)需求情況 、在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和 市場(chǎng)占有率 ? . 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求規(guī)模 中國(guó)鋰離子電池的生產(chǎn)總量己位居世界第二 ,2021年鋰離子電池產(chǎn)量為 只。隨著國(guó)內(nèi)電芯廠家生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)一步提高 ,基于成本的原因 ,專家預(yù)計(jì) 中國(guó)必將超過(guò)日本成為世界鋰離子電池的第一大生產(chǎn)國(guó)。 中國(guó)目前有大大小小的鋰離子電池生產(chǎn)廠 50多家 ,其中 ,比亞迪公司已日產(chǎn) 30萬(wàn)只以上 ,邦凱公司日產(chǎn)已突破 10萬(wàn)只 ,華粵寶、貴州航天、銀思奇等公司日產(chǎn)量已達(dá)到 4一 8萬(wàn)只 ,其他廠家都紛紛在擴(kuò)大規(guī)模。另外 ,由于中國(guó)巨大的潛在市場(chǎng)的吸引 ,國(guó)外電池生產(chǎn)廠 ,如日本三洋等紛紛來(lái)中國(guó)建電池廠 ,意欲 更大規(guī)模地?fù)屨贾袊?guó)市場(chǎng)。專家預(yù)言 ,21世紀(jì) ,中國(guó)不僅會(huì)成為鋰離子電池第一需求大國(guó) ,而且會(huì)成為鋰離子電池的第一生產(chǎn)、出口大國(guó)。與之對(duì)應(yīng) ,近幾 年 , 中國(guó)對(duì)鋰離子電池正極材料的需求量超過(guò) 10000噸。 ? . 產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)周期及目前所處生命期的階段 鋰離子電池是國(guó)際上于 90年代初興起的最新一代二次電池產(chǎn)品 ,目前尚無(wú)可預(yù)見(jiàn)的替代產(chǎn)品。作為正極材料生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)成熟的鋰鈷氧，因其原料資源（主要是鈷資源）的限制，加上生產(chǎn)成本過(guò)高已面臨嚴(yán)峻的市場(chǎng)危機(jī)。磷酸鐵鋰并沒(méi)有涉及到昂貴的稀有金屬元素，由于他獨(dú)特的橄欖石結(jié)構(gòu)，磷氧鍵鍵 能大，鋰氧鍵鍵能較小，磷酸鐵鋰具有容量高、循環(huán)性能優(yōu)異、使用安全和價(jià)格合理等特點(diǎn)，磷酸