梁广川教授:磷酸锰铁锂材料的产业化进程问题(报告)

发布时间 | 2024-05-24 15:26 分类 | 行业要闻 点击量 | 992
论坛 磷酸铁锂
导读:为帮助锂电材料厂家攻克磷酸锰铁锂的产业化难题,6月11-13日,于广州举办的“中国粉体工业百人论坛​”上,粉体圈将河北工业大学的梁广川教授邀请到了现场,届时他将分享报告《磷酸锰铁锂材料的产...

随着我国新能源汽车产业的持续爆发以其储能需求不断提升,其核心部件的动力电池也在不断进行技术迭代和升级,以满足高性能电动车的更高要求。其中,正极材料作为锂离子电池的重要组成部分,其性能优化更是会直接影响锂离子电池的能量密度、安全性、循环寿命等各项核心性能指标。目前,磷酸铁锂(LFP)等正极材料因其较高的安全性在电动汽车或储能电池被广泛应用,但其开发几乎达到了其极限,性能提升的空间不大,因此最近三年来电池业内开始对与其晶体结构相似的磷酸锰铁锂(LMFP)展开研究。


与磷酸铁锂一样,磷酸锰铁锂同样是橄榄石架构,FeO6(MnO6)八面体和 PO4四面体交叉连接,因此即使在充电的过程中锂离子全部脱出,也不会存在结构崩塌的问题,具备化学性质稳定、安全性能优异等特点。而与磷酸铁锂不一样的是,通过掺杂适当比例的锰元素,磷酸锰铁锂可提高材料的充电电压,将充电电压由磷酸铁锂的3.4V提升至4.1V,使得磷酸锰铁锂电池的理论能量密度提升了15~20%,进一步扩大续航里程。同时,低温下 Mn 平台容量几乎可以全部发挥出来,因此磷酸锰铁锂材料可将低温保持率提升至77-78%。除此之外,磷酸锰铁锂对稀有金属依赖度低,可与LFP共线生产,成本优势也非常明显。

磷酸铁锂和磷酸锰铁锂的结构对比

不过,虽然磷酸锰铁锂材料相比较磷酸铁锂材料拥有上述诸多优势,但是它也存在压实密度低、高温溶锰等问题,更重要的是,其掺入锰元素后,带隙宽度的值也明显降低,基本属于绝缘体,电子电导率和锂离子迁移率均较低,阻碍电子在电化学反应中的迁移和锂离子的迁移,直接限制了倍率性能的提升,使得商业化的进程缓慢。因此采取有效的改性方法提高其电化学活性,是目前厂家实现产业化主要需要攻克的难题。而作为长期从事锂离子电池及材料方面的专家,河北工业大学的梁广川教授认为,采用磷酸锰铁锂和其他高电压正极材料复合是一条比较现实的道路,不仅安全性能大幅度提升,且由于协同效应,使电池体系具有良好的性价比。

为帮助锂电材料厂家攻克磷酸锰铁锂的产业化难题,6月11-13日,于广州举办的“中国粉体工业百人论坛”上,粉体圈将河北工业大学的梁广川教授邀请到了现场,届时他将分享报告《磷酸锰铁锂材料的产业化进程问题》,报告将对材料体系的改进措施、效果和电池应用领域的产业化问题进行了概述,提出了今后磷酸锰铁锂材料的产业发展路径。

报告人介绍


梁广川,教授,博士生导师。现任河北工业大学能源与环保材料研究所所长。获山东省泰山产业领军人才、河北省新世纪“三三三”人才、河北省优秀博士后等荣誉称号。任中国仪表学会生态环境材料专业委员会秘书长、山东计量测试学会化学电源计量测试专业委员会主任委员。长期从事锂离子电池及材料方面的研究工作。作为主持人承担了国家科技部“科技助力2020”专项、国家“863”计划等课题。获得省部级科技奖励8项。有十余项科技成果在全国多个省市得到了产业化转化。发表SCI收录的高水平论文100余篇,获得专利授权40余项。发表专著5部。


粉体百人论坛会务组

作者:粉体工业百人论坛

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