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《品牌中国》:国内首创!这个团队实现低功耗生产优质磷酸铁锂

发布时间:2022-03-08 点击量:7317
      这可能是对磷酸铁锂生产行业具有颠覆性的成果:来自于东莞理工学院的锂工正极团队目标是通过团队首创低耗生产的生产工艺磷酸铁锂助力国家双碳战略。

      图一 锂工团队

      随着经济的高速发展,能源枯竭,环境污染问题迫在眉睫,为此,我国在十四五规划中明确提出了2030年碳达峰,2060年碳中和的远景目标。在中国制造2025的政策支持下,锂电池迸发出无限潜力。但是锂电池正极的成本占据了40%以上,这对电池的发展有着重要的影响,磷酸铁锂正极材料现已形成了数万亿的市场规模,未来供不应求关系将不断扩大。

      经过对莞深惠佛四市三十一家企业的调研后发现,锂工正极团队发现了当前主流磷酸铁锂生产工艺普遍需要加热到600-800℃,并且需要通入昂贵的惰性气体在高压环境下反应28-42小时,这无疑带来了耗能高、成本高、排放高的三高问题。现工艺的三高问题不符合“碳中和”战略,同时正极材料成本高昂也制约行业的健康发展。

      图二 锂工正极团队实地调研

      于是他们研究了一项通过喷雾干燥连续化生产方式,革新液相化学还原方法得到了国内外首创的无定形磷酸铁锂。在制作工程中,他们将温度控制在220℃以内,无需惰性气体保护且在常压下就可发生反应,反应时间也缩短至4-6小时极大地降低了能耗、成本以及碳排放量提高了生产效率。同时,他的核心产品与市面上同类产品相对比,粒径增大300%,压实密度提高13%。

      图三 工艺路线简图

      现形成了以动力型、储能型磷酸铁锂为代表的产品体系,首创橄榄石微晶无定形的正极材料,应用于大规模储能基站和汽车用动力电池。凭借技术优势可以降低销售成本2万元以上。

      图四 销售产品(动力型左一,储能型右一)

      在材料方面,锂工正极团队使用了首创的具有微米级粒径的橄榄石微晶无定形磷酸铁锂,材料为二次团聚体,颗粒均匀,一致性较好,二价铁含量达99%,将材料用于合成电池检测后发现,其具有明显的二阶电压平台和稳定的电化学循环性能。

      图五 橄榄石微晶无定形磷酸铁锂微观结构

      在这几年的努力下,他们取得了颇多成就。该团队与先进的原材料生态企业、材料生产企业、电芯厂家等建立了深度合作关系,同时取得了2018中国产学研创新成果奖二等奖、2021年中国产学研创新成果奖优秀奖等卓越不凡的成绩,为技术的产业化奠定了坚实的基础。在2020年,他的团队产品在嘉和新能源进行了产品中试,性能满足市场需求达到了行业标准。在2021年,他们团队小规模试用于塔菲尔新能源的动力电池,能够明显的降低电池生产成本。

      图六 销售、推广合作签约现场

      同时,该团队也为社会带来了非常多贡献,在项目团队推动下学校与企业建立了锂电池特色班从而培养更多专业型人才;也预计直接和间接提供就业岗位三百人次。至今,他的产品已经通过了清华大学深圳研究院,广东省产品监督检测中心等多家权威检测机构的认证。现阶段,其项目团队申请专利8项,授权2项。同时他还为该项技术进行了科技查新,根据国家一级查新报告显示,国内未见相似技术,充分说明了该项技术的领先地位。

      图七 锂电池特色班签约仪式

      他们的工艺具体前瞻性,更符合未来市场发展,随着政策的不断落实,为传统正极材料行业高耗成规现象敲响警钟,赋能传统磷酸铁锂行业生产优化,倡导绿色低碳循环经济,构建环境友好型社会。这个带着双碳目标的节能梦,未来我们将一起来见证!