[01557168]磷酸铁锂正极材料纳米化综合改性及电极制作技术

项目所属科学技术领域：能源材料。立项背景：中国“十二五”七个战略性新兴产业中“新能源”、“新能源汽车”、“节能环保”就该核心工作涉及能源转化与高效储能。锂离子二次电池是最受欢迎的绿色二次电源，正极材料是其重要的组成部分，约占成本的50%，特别是用于车载与大型储能电站用动力型锂离子电池系统的出现，发展高比能量、循环寿命长、高安全性、低成本制造、环保的正极材料具有迫切的现实意义。LiFePO4正极材料具有来源广泛、低成本、环境友好、热稳定性好、循环性能优良等优点，被视为最有前途的动力型锂离子电池用正极材料。纳米技术引入改性正极材料对LiFePO4的性能和应用产生显著影响，该途径和问题有，降低一次晶粒为目标，原料纳米化；纳米导电物或非导电物复合LiFePO4，大幅度提高其综合导电性能；纳米正极材料制备电极片的均匀牢固涂覆问题。主要技术内容及发明点：该项目以正磷酸铁三价铁源的碳热还原法制备磷酸铁锂工艺为基础，通过系列磷酸铁锂纳米化综合改性的技术发明，从原料改性和工艺改进入手，提供了一种复合结构磷酸铁FePO<,4>及LiFePO4纳米化技术；引入纳米级惰性或锂固体电解质氧化物与LiFePO<,4>复合，提供了一种增强改性LiFePO<,4>锂离子传导性的技术；从选择导电剂及其复合工艺的优化入手，提供一种强化改性LiFePO<,4>电子电导性和高振实密度的技术；针对纳米材料难以涂覆于电极和压实密度低的问题，创新性地提供一种将正极活性物质和导电剂的混合物沉积到正极集流体上的冷喷技术，研制出了多种LiFePO<,4>正极材料新体系，解决了倍率性低、能量密度低（高振实密度）和极片压实密度低等问题，实现综合优化的密实极片，满足动力型锂电池对成本和性能的综合要求，大幅度提高LiFePO<,4>在动力型锂电池领域市场规模化使用的竞争力。技术经济指标：制备出了适合电池工业应用的高功率、大容量和适应性强的磷酸铁锂正极材料，振实密度>1.5g/cm<'3>，二次粒径D50-4-10μm，D90＜18μm，比表面积＜18m<'2>/g。电池比容量>145mAh/g(室温0.5℃)；循环2000次容量衰减不大于10%，可实现放电倍率≥30C。授权专利情况：授权发明专利6项，授权实用新型专利4项，在国内外学术期刊发表学术论3篇，其中EI收录1篇，中文核心2篇。应用及效益：项目形成生产力，累计实现销售收入近亿元。