萬鵬時代推出低溫倍率型新品！磷酸鐵鋰改性策略有哪些？

據(jù)“宜賓融媒”消息，宜賓萬鵬時代科技有限公司正試生產(chǎn)一款WF05低溫倍率型正極材料產(chǎn)品，它能夠在零下20度的低溫下，實現(xiàn)容量保持率達75%以上，而常規(guī)的鐵鋰電芯在這一溫度下只有35%至45%左右，低溫下容量保持率越高，表明電池的穩(wěn)定性越好。據(jù)了解，WF05低溫倍率型產(chǎn)品目前經(jīng)過試生產(chǎn)，已經(jīng)進入產(chǎn)品評測階段，計劃在2024世界動力電池大會期間實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

圖源：宜賓融媒

據(jù)悉，宜賓萬鵬時代科技有限公司是動力電池全產(chǎn)業(yè)鏈上游的一家企業(yè)，專業(yè)從事磷酸鐵鋰正極材料研發(fā)、生產(chǎn)、銷售與服務。通過將磷酸鐵、碳酸鋰、葡萄糖等組成的原材料，經(jīng)過砂磨、噴霧、燒結、氣碎等工序，產(chǎn)出磷酸鐵鋰正極材料。

根據(jù)最新數(shù)據(jù)，2024年上半年磷酸鐵鋰電池的產(chǎn)量達到了302GWh，同比增長超過60%。其中6月份磷酸鐵鋰鐵鋰電池產(chǎn)量達63.8GWh，這一數(shù)據(jù)不僅遠超去年同期水平，也創(chuàng)下磷酸鐵鋰電池產(chǎn)量新高。

磷酸鐵鋰改性策略

磷酸鐵鋰（LiFePO₄）作為鋰離子電池的關鍵正極材料，雖然具有理論比容量較高、工作電壓穩(wěn)定、結構穩(wěn)定、循環(huán)性好、原料成本低和環(huán)境友好等諸多優(yōu)點，但其離子擴散速率低和導電性能差的問題一直是制約其倍率性能和低溫性能提升的關鍵因素。為了克服這些挑戰(zhàn)，科研工作者們提出了多種表面改性策略，主要包括以下幾個方面：

表面包覆技術：用導電物質包覆LiFePO₄材料是提高其倍率和低溫性能的重要措施，可以有效填補材料在生長過程中形成的裂紋和缺陷，降低離子的擴散阻力，從而提高其倍率性能和循環(huán)壽命。常見的包覆材料包括碳材料（如石墨烯、無定形碳等）、金屬或金屬氧化物（如CeO₂、V₂O₃等）以及離子導電材料。

正極補鋰技術：在磷酸鐵鋰正極材料中添加補鋰材料，電池在充電過程中補鋰材料發(fā)生分解釋放過量鋰，補償負極生成SEI膜造成的不可逆鋰損失。補鋰材料通常具有補鋰能力強、易于合成、穩(wěn)定性強和成本低廉等特點，常見的磷酸鐵鋰正極補鋰材料有Li₂O、LiF、Li₃N和Li₂S等。

離子摻雜改性：通過在磷酸鐵鋰晶格中摻雜某些導電性好的金屬離子（如Co、Mn等），可以降低Li⁺沿一維路徑擴散的阻力，改善材料的循環(huán)性能和倍率性能。離子摻雜可分為Li位摻雜、Fe位摻雜、O位摻雜及Li、Fe位共摻雜等多種形式，根據(jù)摻雜離子的種類和數(shù)量，又可分為單離子摻雜、雙離子摻雜和多離子摻雜。

納米化技術：制備納米級別的磷酸鐵鋰有助于縮短鋰離子擴散路徑，改善材料在大電流下的放電性能。然而，納米化也會帶來一些缺點，如降低材料的振實密度和增加團聚的可能性。因此，在實際應用中需要權衡利弊，尋找最佳的納米尺寸和形貌。

不過，很多情況下，單一改性方式并不能很好地實現(xiàn)LiFePO₄整體性能的提升。許多研究是將幾種改性策略的優(yōu)勢相結合，制備出電化學性能更為優(yōu)異的正極材料。

磷酸鐵鋰在商業(yè)領域有著很廣闊的應用和發(fā)展前景，相信未來經(jīng)過科研者們的共同努力，LiFePO₄正極材料的進一步性能提升能夠最大化地滿足人們生產(chǎn)生活的需求。

參考來源：宜賓融媒、馮曉晗等《磷酸鐵鋰正極材料改性研究進展》

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