8.胡国荣-磷酸铁锂的产业现状与发展趋势-2015-11-2长春会议
磷酸铁锂电池应用现状及发展
磷酸铁锂电池应用现状及发展摘要：本篇文章介绍了磷酸铁锂电池的工作原理和应用现状，以及其在新能源汽车、5G通信等领域的发展趋势。
新技术、新材料和新工艺的开发不断推出稳定性能的产品，预计未来磷酸铁锂电池的应用范围将继续扩大。
关键词：磷酸铁锂；应用现状；发展趋势引言随着全球经济发展和能源危机加深，锂电池市场将继续增长。
磷酸铁锂材料的开发得到加强，相关企业推出了新技术方案如“刀片电池”、“CTP”，扩大了磷酸铁锂电池的应用空间。
供需格局改善，未来磷酸铁锂市场占比将会增加。
1磷酸铁锂电池主要应用领域在当前电池领域，锂离子电池已经成为使用最为广泛的电池类型之一。
锂离子电池的性能不仅与制造工艺、电解液等因素有关，同时也主要取决于其正负极材料的特性。
正极材料是锂离子电池中起到举足轻重角色的电池部件之一，直接影响到电池的能量密度、容量、寿命和稳定性等方面。
目前主流的正极材料有钴酸锂、三元材料和磷酸铁锂等。
其中，磷酸铁锂作为一种新型的锂离子电池正极材料，由于其低成本、长循环寿命和高安全性得到广泛的认可，被应用于新能源汽车、储能设备和移动通信设备等领域。
目前，随着全球对节能环保技术的提升和电动化的日益重视，以及国家政策的支持，磷酸铁锂电池市场呈现出快速增长的趋势。
头部企业在技术创新和市场推广等方面具有明显优势，因此在这股市场增长中，磷酸铁锂材料为正极的产品已经占据了头部企业的市场份额超过30%以上。
可以预见，在未来一段时间内，磷酸铁锂电池在动力电池市场中的地位将会更加巩固。
2发展趋势2.1磷酸铁锂电池在乘用车领域发展趋势三元锂离子电池的优点在于其能量密度相对更高，能够为新能源汽车等应用提供更加持久的动力支持，同时还具有长寿命、高性能等特点。
这使得三元锂离子电池领域的市场需求与日俱增。
受政策引导，三元锂离子电池产业得到了进一步发展，并逐渐成为新能源汽车等领域的主流动力电池之一。
同时，该产业在技术创新、产业链优化等方面也得到了持续推进。
磷酸铁锂电池应用现状及发展趋势
应用前景
随着技术的不断进步和应用的不断深化，磷酸铁锂电池在工业应用领域中的前 景十分广阔。未来，磷酸铁锂电池将面临以下发展趋势：
1、市场需求持续增长：随着环保意识的提高和清洁能源的推广，磷酸铁锂电 池的市场需求将持续增长。特别是在电动汽车、储能系统和太阳能、风能等领 域，对磷酸铁锂电池的需求将会显著增加。
2、储能系统领域
随着可再生能源的普及，储能系统变得越来越重要。磷酸铁锂电池具有高能量 密度和长寿命等特点，使得其在储能系统中得到广泛应用。通过利用磷酸铁锂 电池，储能系统可以有效地存储能源并实现能源的平稳输出，从而提高可再生 能源的利用率。
3、太阳能和风能领域
太阳能和风能作为清洁能源，已成为全球各地积极推广的能源类型。然而，由 于太阳能和风能的不稳定性，需要储能系统来平衡能源的输出。磷酸铁锂电池 作为一种高性能的储能电池，在太阳能和风能领域中得到了广泛应用。通过利 用磷酸铁锂电池，可以有效地存储太阳能和风能，并在需要时进行释放，从而 提高清洁能源的利用率。
2、技术创新不断涌现：未来，随着科学技术的不断发展，磷酸铁锂电池的技 术创新也将不断涌现。如提高能量密度、降低成本、提高安全性等方面的技术 创新，将进一步推动磷酸铁锂电池的应用和发展。
3、产业整合与合作加强：随着磷酸铁锂电池市场的不断扩大，产业整合和合 作将进一步加强。各大电池制造商、能源公司和工业企业将通过合作、联盟等 方式，共同推动磷酸铁锂电池产业的发展。
1、电池寿命长：磷酸铁锂电池的寿命长达20年，可以减少频繁更换电池带来 的成本和麻烦。
2、电池能量密度高：磷酸铁锂电池具有较高的能量密度，可以在相同重量的 情况下提供更高的能量输出。
3、稳定性高：磷酸铁锂电池具有较高的化学稳定性，能够在高温、低温、和其他有害物质，对环境友好，可以降低 对环境的负面影响。
磷酸铁锂
温室效应与环境污染日益严重
•近100年中国年平均气温升高3.0～6.0℃, •我国的煤炭、石油等能源消耗居世界第一。 •单位GDP能耗是发达国家的8~10倍，每年新增碳排放量世界第一。 •我国大城市大气的主要污染源：50%以上来自汽车排气污染。
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环境 污染
能源 危机
资源 匮乏
大型化锂离子电池的应用
正极材料是锂离子电池技术 的核心和关键。
研究和开发资源丰富、 环境友好、高安全长寿命的
电极材料
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锂离子动力电池正极材料现状
电动汽车用锂离子动力电池已成为市场和研发的热点。目前研究的主要正极 材料包括锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP） 、镍钴锰（NCM）
锂离子电池正极材料磷酸铁锂产业化进展
报告人：胡国荣 教授 中南大学 2011年 10 月22日
中中南南大大学学冶冶金金科学学与与工工程程学学院院
报告内容
一、 发展背景
二、 产业化现状与趋势 三、 市场分析 四、 产业风险
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一、发展背景
能源危机与能源安全是当前世界各国面临的严峻挑战 改善能源结构，实现能源多元化是国家发展的必然选择!
表面包覆
中中南南大大学学冶冶金金科学学与与工工程程学学院院
改性途径-----碳包覆
a. 包覆炭黑 b. 包覆有机物热解炭
a
b
1）阻止内部颗粒接触，防止不正常晶粒长大；2）防止二价 铁离子氧化；3）提高电子导电性。
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磷酸铁锂电池应用现状及发展趋势
磷酸铁锂电池应用现状及发展趋势一、本文概述随着全球能源危机和环境问题的日益严重，清洁、可再生的能源成为了人类未来发展的重要方向。
磷酸铁锂电池作为一种新型、高效、环保的能源存储技术，近年来在电动汽车、储能系统、移动设备等领域得到了广泛应用。
本文旨在全面梳理磷酸铁锂电池的应用现状，分析其发展趋势，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
文章首先将对磷酸铁锂电池的基本原理和性能特点进行简要介绍，然后重点分析其在各个领域的应用情况，包括电动汽车、储能系统、移动设备等领域。
接着，文章将从技术进步、政策支持、市场需求等多个方面探讨磷酸铁锂电池的发展趋势，最后总结全文，并提出一些建议和思考。
通过本文的阐述，读者可以全面了解磷酸铁锂电池的应用现状及未来发展前景，为相关领域的决策和实践提供科学依据。
二、磷酸铁锂电池应用现状磷酸铁锂电池作为一种高效、环保的能源存储解决方案，近年来在全球范围内得到了广泛的应用。
其在各类移动设备、储能系统以及电动汽车等领域中的应用日益增加，显示出强大的市场潜力和良好的发展前景。
在移动设备领域，磷酸铁锂电池以其高能量密度、长循环寿命和较低的自放电率等优点，广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑等便携式电子设备中。
随着科技的进步和消费者对设备性能要求的提高，磷酸铁锂电池在移动设备市场中的需求量持续增长。
在储能系统方面，磷酸铁锂电池因其良好的安全性和稳定性，在分布式光伏系统、风力发电系统以及微电网等领域中得到了广泛应用。
随着可再生能源的快速发展，储能系统的需求也在不断增加，为磷酸铁锂电池市场带来了新的发展机遇。
在电动汽车领域，磷酸铁锂电池因其较高的能量密度、较低的成本和良好的循环性能，成为许多电动汽车制造商的首选。
随着全球对环保和节能的日益关注，电动汽车市场正在迅速扩大，为磷酸铁锂电池的应用提供了广阔的空间。
然而，尽管磷酸铁锂电池在应用方面取得了显著的进展，但仍面临着一些挑战。
例如，其能量密度相对较低，充电速度较慢，以及在高温或低温环境下的性能表现等问题。
2024年磷酸铁锂电池市场发展现状
2024年磷酸铁锂电池市场发展现状1. 引言磷酸铁锂电池是一种新型锂离子电池，在能量密度、安全性和循环寿命等方面具备优势。
随着电动汽车、储能系统和便携设备等领域的快速发展，磷酸铁锂电池市场也呈现出迅猛增长的态势。
本文将对磷酸铁锂电池市场的发展现状进行分析。
2. 市场规模根据市场调研机构的数据显示，磷酸铁锂电池市场规模呈现出稳步增长的趋势。
2019年，全球磷酸铁锂电池市场规模达到XX亿美元，预计到2025年将超过XX亿美元。
亚太地区是磷酸铁锂电池市场的主要消费地区，占据全球市场份额的约XX%。
而随着欧洲电动汽车市场的快速发展，欧洲市场也呈现出快速增长的态势。
3. 应用领域磷酸铁锂电池广泛应用于电动汽车、储能系统和便携设备等领域。
在电动汽车领域，磷酸铁锂电池以其高能量密度和循环寿命长的特点，成为主流的动力电池技术之一。
在储能系统领域，磷酸铁锂电池能够提供可靠的能量储备，应用于储能电站、家庭能源存储等场景。
在便携设备领域，磷酸铁锂电池在安全性和稳定性方面具备优势，被广泛应用于智能手机、平板电脑等设备中。
4. 技术进展磷酸铁锂电池的技术不断进步，主要体现在以下几个方面：•能量密度提升：通过优化材料配方和电池结构，磷酸铁锂电池的能量密度逐步提升。
目前，已经能够实现磷酸铁锂电池能量密度超过XXXWh/kg。
•循环寿命改善：针对磷酸铁锂电池的循环寿命问题，研究人员通过改变电池结构和电解液配方，提高了磷酸铁锂电池的循环寿命，使其能够满足更长时间的使用需求。
•快速充电技术：磷酸铁锂电池的快速充电技术也在不断改进。
通过改进电池材料和电池管理系统，磷酸铁锂电池的充电时间可以大大缩短，提高用户的使用便利性和充电效率。
5. 挑战与机遇磷酸铁锂电池市场面临着一些挑战和机遇：挑战：•竞争加剧：随着磷酸铁锂电池市场的发展，竞争愈发激烈。
各大厂商纷纷进入市场，增加了市场的竞争压力。
•能量密度限制：相比其他类型的锂离子电池，磷酸铁锂电池的能量密度相对较低，这限制了其在某些应用场景中的推广。
磷酸铁锂产业调研报告
磷酸铁锂产业调研报告磷酸铁锂（LFP）是一种具有高能量密度和良好安全性能的新型锂离子电池正极材料。
近年来，磷酸铁锂产业蓬勃发展，成为锂离子电池产业链中的重要一环。
本文将对磷酸铁锂产业进行调研，以期了解该产业的发展现状和未来趋势。
首先，磷酸铁锂产业的现状。
目前，中国是全球最大的磷酸铁锂产业生产国，拥有先进的生产技术和完善的产业链。
国内的磷酸铁锂企业大都集中在江苏、浙江、广东等地，其中包括宁德时代、比亚迪等一批知名企业。
这些企业拥有规模庞大的生产线，具备一定的技术实力和市场份额。
其次，磷酸铁锂产业的市场需求。
锂电池是当今电动车、储能等领域的首选能量储存设备，而磷酸铁锂作为一种性能稳定、价格相对低廉的锂离子电池正极材料，具有广阔的市场前景。
随着新能源汽车和储能市场的快速发展，磷酸铁锂的需求量呈现出快速增长的趋势。
此外，磷酸铁锂还具有良好的安全性能，不易发生过热、起火等事故，因此在一些安全性要求较高的领域，如航空航天、军工等方面也有广泛应用。
再次，磷酸铁锂产业的发展趋势。
随着新能源汽车的快速普及和储能市场的快速发展，磷酸铁锂产业将会迎来更广阔的市场空间。
同时，随着技术的不断进步，新型的磷酸铁锂材料不断涌现，如高镍磷酸铁锂、硅杂化磷酸铁锂等，这些新材料具有更高的能量密度和更好的循环寿命，将进一步推动磷酸铁锂产业的发展。
此外，磷酸铁锂产业还将面临一些挑战，如国际竞争加剧、原材料价格上涨等，需要加强技术创新和成本控制，提高产品的竞争力。
最后，磷酸铁锂产业需要进一步完善产业链。
目前，国内的磷酸铁锂产业还存在一些问题，如原材料供应不稳定、生产工艺不够成熟等。
因此，磷酸铁锂产业需要加强原材料的开发和供应链管理，提高生产工艺的稳定性和可控性，同时加大对人才培养和科研投入的力度，提升产业的研发创新能力。
综上所述，磷酸铁锂产业是一个具有广阔前景和挑战的产业。
在新能源汽车和储能市场快速发展的大背景下，磷酸铁锂产业将迎来更大的发展机遇。
磷酸铁锂电池应用现状及发展趋势
磷酸铁锂电池应用现状及发展趋势以磷酸铁锂电池应用现状及发展趋势为题，本文将从以下几个方面进行讨论。
一、磷酸铁锂电池的应用现状磷酸铁锂电池是一种新型的锂离子电池，具有容量大、重量轻、能量密度高、循环寿命长、安全性好等优势，因此在众多领域得到广泛应用。
1. 电动车领域：磷酸铁锂电池作为电动车的动力源，具有高能量密度和长循环寿命的特点，逐渐取代了传统的铅酸电池和镍氢电池。
国内外许多电动车厂商都选择使用磷酸铁锂电池作为电动车的动力电池，如特斯拉、宝马、比亚迪等。
2. 储能领域：随着可再生能源的快速发展和智能电网的建设，储能技术成为解决能源消纳和平衡供需的重要手段。
磷酸铁锂电池具有高容量、长寿命、高安全性等特点，被广泛应用于家庭储能系统、商业储能系统以及电网储能系统中。
3. 通信领域：磷酸铁锂电池在通信基站备份电源、移动通信设备、无线网络等领域有着广泛的应用。
其高能量密度和长循环寿命，使得磷酸铁锂电池成为了通信领域的首选电池类型。
二、磷酸铁锂电池的发展趋势虽然磷酸铁锂电池在各个领域已经取得了很大的进展，但仍然存在着一些问题和挑战。
为了进一步提高其性能和应用范围，磷酸铁锂电池的发展趋势主要体现在以下几个方面。
1. 提高能量密度：磷酸铁锂电池的能量密度相对较低，限制了其在电动车和储能领域的应用。
因此，提高磷酸铁锂电池的能量密度是一个重要的发展方向。
通过优化材料组成、改进电池结构和设计，以及引入新的技术，如纳米材料和多级电池组等，可以有效提高磷酸铁锂电池的能量密度。
2. 增强安全性：虽然磷酸铁锂电池相对其他锂离子电池来说安全性较高，但在极端情况下仍可能发生热失控和爆炸等问题。
因此，进一步提高磷酸铁锂电池的安全性是必要的。
通过改进电池材料和结构设计，加强电池管理系统的监控和保护，可以提高磷酸铁锂电池的安全性。
3. 减少成本：磷酸铁锂电池的成本相对较高，限制了其在大规模应用中的推广。
因此，降低磷酸铁锂电池的成本是一个重要的发展方向。
磷酸铁锂正极材料企业供需现状与发展战略规划
在储能领域，随着可再生能源的快速发展以及电网系统的不断完善，储能市场需求也将不断增长，为磷酸铁锂正极材料市场提供新的增长点。
02
CHAPTER
磷酸铁锂正极材料企业供需现状
作为国内磷酸铁锂正极材料市场的龙头企业，湖南裕能的市场占有率超过30%。该企业注重技术研发和产品品质提升，具有较强的市场竞争力。
磷酸铁锂正极材料企业供应链管理策略
VS
在选择供应商时，应考虑供应商的资质、产品质量、稳定性、成本效益等因素，同时避免单一供应商的风险，确保供应链的稳定性。
合作关系管理
与供应商建立长期、稳定的合作关系，通过信息共享、协同规划、合作谈判等方式，加强与供应商之间的沟通和协作，实现共赢。
供应商选择
建立科学的库存管理制度，根据原材料的市场行情、价格波动等因素，合理安排库存量，既满足生产需求，又降低库存成本。
库存管理
针对原材料市场价格波动较大的情况，可以通过期货市场、远期合约等方式进行套期保值，规避价格波动风险。
风险管理
在供应链管理中融入环保理念，从原材料采购、生产、运输、使用到回收等环节，采取环保措施，降低环境污染和资源浪费。
积极推动供应链的环保认证，如ISO14001等，提高企业的环保形象和信誉度，同时可以享受环保政策的优惠和扶持。
要点三
03
CHAPTER
磷酸铁锂正极材料行业竞争分析
广东邦普循环科技有限公司
湖南裕能新能源电池材料股份有限公司
宁德时代新能源科技股份有限公司
比亚迪股份有限公司
01
02
03
04
上述企业在磷酸铁锂正极材料领域拥有较强的研发实力、技术积累和品牌影响力，能够持续推出高品质、高性能的产品，满足市场需求。
中国磷酸铁锂行业发展概况及市场空间预测
中国磷酸铁锂行业发展概况及市场空间预测1、市占率下滑，行业经历低谷能量密度逊色三元，磷酸铁锂占有率受到挤压。
新能源汽车发展之初，由于考虑到排放以及燃油经济性，政策向商用车倾斜，而磷酸铁锂的安全性、循环寿命等优势让其迅速成为锂电池正极的最佳选择，市占率遥遥领先同类的锰酸锂和钛酸锂；随着2017年政策将能量密度纳入考核要求并与补贴系数直接挂钩，同时三元材料获得了长足进步，市场份额开始逐步向三元转移；另外，随着商用车的普及率提升，后续需求已然有限，相反乘用车基数较大，发展潜力更足，磷酸铁锂的市场空间也相应受到限制，三元材料进入黄金发展期并呈现出挤出效应。
《2020-2026年中国磷酸铁锂（LFP）行业竞争格局及投资策略分析报告》数据显示：2019年磷酸铁锂动力电池装机量20.8GWh，同比减少6.35%，占总装机量的33.4％，较2018年下滑近6pct；三元动力电池装机量40.5GWh，同比增长22.4%，占总装机量的65.2％，较2018年提升近7pct；其他电池类型装机量0.9GWh，合计占比 1.4％。
磷酸铁锂和锰酸锂动力电池主要配套客车，装机量分别为13.8GWh和0.4GWh。
行业重拾信心，2019年磷酸铁锂产业复苏迹象明显。
总共246款车型，其中磷酸铁锂电池配套车型为169款，占比达69%，超过半数。
2019年动力磷酸铁锂电池装机量有所回潮。
在新能源专用车和客车领域，磷酸铁锂电池已经开始回温，装机量显著提升。
新能源客车主要应用于公交车、公路车等公共领域。
传统公交车、公路车载客多，耗油量大，里程相对固定，运行时间可控，因此成为最早的汽车电动化市场。
由于公共用车对安全性要求极高，磷酸铁锂电池在该领域占据了绝对主流地位，占新能源客车电池装机量的90%以上。
从新能源汽车推广应用推荐车型目录来看2016-2019年，搭载磷酸铁锂电池的纯电动客车数量占比不断提升。
在补贴持续退坡的趋势下，新能源专用车厂商更关注动力电池的性价比，磷酸铁锂电池凭借其较低的成本，越来越得到市场的青睐，其装机量占新能源专用车动力电池装机量的比重持续上升。
磷酸铁锂电池行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告
磷酸铁锂电池行业市场现状分析及未来三到五年发展趋势报告Title: Analysis of the Current Market Status of Lithium Iron Phosphate Batteries and Future Development Trends in the Next Three to Five YearsAbstract:This report aims to analyze the current market status of lithium iron phosphate batteries and provide insights into the future development trends in the next three to five years. The analysis takes into account various factors such as market size, growth rate, industry competition, technological advancements, and government policies. The findings suggest that the lithium iron phosphate battery industry is poised for significant growth in the coming years due to increasing demand for electric vehicles and renewable energy storage solutions. However, challenges such as cost reduction and safety concerns need to be addressed to unlock the full potential of this industry.1. Introduction:Lithium iron phosphate (LiFePO4) batteries have gainedsignificant attention in recent years due to their advantages in terms of safety, long cycle life, and environmental friendliness. This section provides an overview of the LiFePO4 battery industry and its importance in the context of the global energy transition.2. Current Market Status:The LiFePO4 battery market has experienced substantial growth in recent years, driven primarily by the increasing demand for electric vehicles (EVs) and renewable energy storage systems. This section provides an in-depth analysis of the market size, growth rate, and key players in the industry. It also examines the regional distribution of the market and identifies the major applications of LiFePO4 batteries.3. Competitive Landscape:The LiFePO4 battery industry is highly competitive, with several major players dominating the market. This section analyzes the competitive landscape, including the market share of key players, their product portfolios, and strategic initiatives. It also highlights the entry barriers for new players and the potential for mergers and acquisitions in theindustry.4. Technological Advancements:Continuous research and development efforts have led to significant technological advancements in LiFePO4 batteries. This section discusses the latest innovations in battery materials, cell design, and manufacturing processes. It also explores the impact of these advancements on battery performance, energy density, and cost reduction.5. Government Policies and Regulations:Government policies and regulations play a crucial role in shaping the development of the LiFePO4 battery industry. This section examines the current policies and incentives offered by various governments to promote the adoption of electric vehicles and renewable energy storage. It also discusses the potential impact of future regulations on market dynamics and industry growth.6. Future Development Trends:Based on the analysis of the current market status and various influencing factors, this section presents the futuredevelopment trends of the LiFePO4 battery industry in the next three to five years. It discusses the expected growth rate, emerging applications, and technological breakthroughs that are likely to drive the industry forward. It also identifies potential challenges and provides recommendations for industry stakeholders.7. Conclusion:In conclusion, the LiFePO4 battery industry is poised for significant growth in the next three to five years, driven by the increasing demand for electric vehicles and renewable energy storage solutions. However, to fully capitalize on this potential, industry players need to focus on cost reduction, safety improvements, and continuous technological advancements. Government support and favorable policies will also play a crucial role in shaping the future of this industry.摘要：本报告旨在分析磷酸铁锂电池的市场现状，并提供未来三到五年发展趋势的见解。
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2.3 高温固相法生产工艺流程
铁源 锂源 碳源
按比例配料
混合分散
干
燥
高温固相烧结
冷却 磷酸铁锂材料
破碎
粉碎分级
尾粉回收
产品检测 产 品
中南大学冶金科学与工程学院 中南大学冶金科学与工程学院
2.3.1 原料选择
锂源： 碳酸锂，主要锂盐产品，性能稳定，价格适中， 来源广泛，国产、进口均可。 氢氧化锂，含结晶水，锂含量波动，粒度粗，气 味大，不环保。 磷酸二氢锂，新产品，即可作锂源，也可作磷源， 但锂含量不稳定，吸水性强。 通常选择碳酸锂为锂原料，综合性能最好，有利 于生产稳定，产品一致性好。
反应时间仍相对过长，产物一致性要求 的控制条件更为苛刻。 需要高温高压设备，设备造价高造价高， 工艺复杂。 反应后需沉淀、过滤、洗涤等；工艺较 长。
水热合成法
液相共沉淀法
微波法
凝胶-溶胶法
该方法设备简单、加热温度均匀、易于控制、 所需时间短。
化学均匀性好、热处理温度低、粒径小且分 布窄、反应过长易于控制、设备简单。
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磷酸铁锂材料：
结构稳定、安全性能好； 资源丰富、成本低廉； 循环性能好； 耐过充性能好，有利于电池组合使用
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磷酸铁锂材料的电化学特性
LiFePO4正极材料的理论电化 学比容量为170mAh/g，相对 金属锂的电极电位约为3.45V， 理论能量密度为550Wh/Kg。 LiFePO4和FePO4晶体在结构 上的相似性 保证了LiFePO4 具有良好的循环性能
一、磷酸铁锂的研究进展
电动汽车与储能用锂离子动力电池已成为市场和研发的热点。目前商业化的 主要正极材料包括锰酸锂（LMO）、磷酸铁锂（LFP） 、镍钴锰（NCM）
体系 指标 比能容(mAh/g) LCO（钴酸锂） LMO(锰酸锂） NCM（三元系） NCA（二元系） LFP（磷酸铁锂）
135~140
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磷酸铁锂材料改性 纯相LiFePO4的电子电导率 为约为10-10S/cm， 而且锂 离子按照一维扩散方式进 行，扩散系数为10-14cm2/s。
体相掺杂
细化尺寸
改性研究
需要同时提高LiFePO4的离 子导电性和电子导电性才 能保证材料具有好的电化 学性能。
nature，2009，145(3):190-193）
目前对于此途径存在一定争议，而且报道的电池材料的制备是 用高温固相法；通过高温固相法对温度的控制来合成纳米锂铁 晶体和外面包裹的纳米Fe，O，P非晶薄膜层，工艺操作比较 困难。 包覆的碳含量高达30%以上，电池已具有部分超级电容性能。 不管怎样，通过碳和石墨烯包覆改性，可以调控材料的倍率性 能。
锂离子电池正极材料一般由具有脱嵌锂离子能力的过渡金属 氧化物或盐类（如磷酸铁锂）组成，在充电状态下过渡金属价 态升高，其热力学稳定性变差，在极端情况下，当过充至锂离 子全部脱出时，所得到的氧化物有些是根本不能稳定存在。按 目前广泛使用的正极材料举例如下： LiFePO4—LiMn2O4—LiCoO2—LiNiO2（NCA或高镍三元系） 它们全部脱锂后的产物为： FePO4—Mn2O4(MnO2)—CoO2—NiO2 产物的热稳定性逐渐变差，FePO4非常稳定，MnO2相对也比较 稳定，而CoO2，NiO2 根本不可能稳定存在，其中NiO2 的 稳定性更差。 所以从热力学稳定性来说，磷酸铁锂安全性最好，锰酸锂次之， 钴酸锂较差，镍酸锂（含高镍NCA和高镍NCM）最差。低镍 NCM如111、424、523安全性介于锰酸锂和钴酸锂之间。
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二、LiFePO4产业化现状
2.1 制备方法及存在的问题
制备方法 优点 缺点
晶体尺寸较大，产品倍率特性较差。
普高温固相法 工艺简单，易实现工业化、制备条件容易控 制。分解产物易于除去，减少了杂质的生成。
碳热还原法
避免了反应过程中Fe2+可能氧化为Fe3+，使 合成过程更为合理。 容易控制晶型和粒径，物相均一，粉体粒径 小，过程简单。 溶解过程中原料间可均匀分散，前驱体可实 现低温合成。
磷酸铁锂一种电子-离子混合导体，通过掺杂其它 元素形成固溶体，影响材料的结构增加缺陷浓度， 提高LiFePO4的离子导电性和电子导电性。
但也有研究认为离子掺杂的效果和可能性值得商 榷。首先，缺乏能够证明高价离子真正占据了铁 位或锂位的检测手段。其次，LiFePO4合成过程 中产生的新导电相。再次，LiFePO4中存留碳可 改善材料的导电性能，掩盖掺杂的作用。
表面包覆
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改性途径-----碳包覆
a. 包覆炭黑 b. 包覆有机物热解炭
a b
1）阻止内部颗粒接触，防止不正常晶粒长大；2）防止二价 铁离子氧化；3）提高电子导电性。
中南大学冶金科学与工程学院 中南大学冶金科学与工程学院
改性途径-----离子掺杂
中南大学冶金科学与工程学院 中南大学冶金科学与工程学院
表面包覆快速离子导体
Battery materials for ultrafast charging and discharging，nature，2009， 145(3):190-193
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锂离子电池正极材料的安全性
中南大学冶金科学与工程学院 中南大学冶金科学与工程学院
纳米化+碳导电网络提高倍率性能
纳微结构复合材料
原位碳包覆
石墨烯 原位复合
Strategy
Strategy
形貌控制
缩短离子扩散距离
提高电子导电性
增强结构稳定性
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磷酸铁锂石墨烯复合材料透射电镜图片 —胡国荣教授研究团队工作
中南大学冶金科学与工程学院 中南大学冶金科学与工程学院
高功率磷酸铁锂正极材料
◆高功率（倍率）特性是某些应用领域的必然要求，如汽
车启动电源，电动汽车的快速充放电，特别是快速充电是 目前电动汽车的一大弱点。因此提高材料的倍率充放电性 能具有重要意义。 ◆目前磷酸铁锂材料通过碳包覆能大大提高材料的导电性， 从而提高材料的倍率性能，特别是采用石墨烯改性后的磷 酸铁锂具有很好的高倍率充放电特性，为电动汽车的充电 缩短了时间。如果采用磷酸铁锂/石墨烯复合材料，采用 5C充电，10分钟能充满80%以上。由于磷酸铁锂的合 成需要在保护气氛或还原气氛下进行，因而磷酸铁锂/石 墨烯复合材料很容易合成。 ◆通过调整磷酸铁锂中石墨烯或包覆碳的含量，可以可控 调节材料的倍率特性。
工业化生产的困难较大。
干燥收缩大、工业化难度较大、合成周 期较长、制备的过程较复杂。
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2.2LiFePO4的产业化进展 美国Valence公司2003年开始LiFePO4的产业化 ，并和中 国的部分锂离子电池厂家进行合作 。 A123公司主要从事通过纳米技术和掺杂金属离子的 LiFePO4材料的产业化，并积极与国内有实力的电池公 司进行合作。 加拿大的Phostech公司采用碳元素涂布技术结合离子掺 杂进行生产，已进入中国国内市场。 台湾Aleees以与金属氧化物共晶的磷酸铁锂晶核技术提 高产品的稳定性（掺钒）。台湾长圆能源生产高碳磷酸铁 理，加工性能优越 国内主要有BYD、合肥国轩、天津斯特兰、北大先行、 深圳贝特瑞、、深圳德方纳米公司、烟台卓能、四川浩普 瑞等多家企业进入工业化批量生产并向市场稳定供货。 中南大学冶金科学与工程学院 中南大学冶金科学与工程学院
中南大学冶金科学与工程学院 中南大学冶金科学.Padhi, K.Monjundaswamy, J. Goodenough， J. Eelectrochem. Soc. 1997，144，1188 ------首次报道 LiFePO4， 2002成立 Phostech Lithium Co. Ravet, Y. Chouinard, J. F. Magnan, S. Besner, M. Gauthier, and M. Armand, Abstract 166, International Meeting on Lithium Batteries, Como, Italy, May 28-June, 2000----碳包覆 Chung S Y, Bloking J T, Chiang Y M. Nature Materials，2002,2:123128 ------离子掺杂，2003成立 A123 Co. J. Barker, M. Y. Saidi, and J. L. Swoyer. Electrochemical and Solid-State Letters, 2003,6 ~3:A53-A55---碳热还原法，Valence
磷酸铁锂的产业现状与发展趋势
报告人：胡国荣 教授 中南大学 2015年 1 1月3日
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报告内容
一、 磷酸铁锂的研究进展 二、 磷酸铁锂的产业化现状 三、 磷酸铁锂市场分析
四、 磷酸铁锂专利风险
五、 动力电池技术路线之争 六、 结语
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100~120
130~140
160~180
130~150
倍率特性
中
优
中
中
优
低温性能
高温性能 循环特性（次） 安全性 成本
优
优 500 差 高
优
差 300 好 低
优
优 500 较好 较高
优