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规模化制备纳米磷酸铁锂技术难题破解 可满足大规模储能实际应用
时间:2023-06-10 09:48 点击次数:115

  电动汽车的心脏是由电池或燃料电池驱动的电动机。随着电动汽车需求的增加,对高品质电池的需求也不断提高。锂离子电池作为电池技术发展的首选,其正极材料是决定电池性能的关键部件之一。磷酸铁锂同时具有优越的热稳定性、高可逆性和可接受的工作电压(3.45Vvs.Li+/Li),作为正极材料具有显著的竞争优势。此前已发表文章多采用溶剂热法制备纳米磷酸铁锂,产物具有良好的电化学性能,但该法的产率低、成本过高,无法实现规模化生产。与溶剂热法相比,水热法制备磷酸铁锂成本较低,但是产物电化学性能差。而且,无论溶剂热还是水热合成,由于受到反应的局限性(3LiOH + FeSO4+ H3PO4= LiFePO4+ Li2SO4),锂源的有效利用不超过三分之一。因此,如何采用水热法制备具有高性能的纳米磷酸铁锂并且能循环利用锂源,不仅是实现规模化水热法制备纳米磷酸铁锂的技术难题,也是一个重要的科学问题。

  最近,中国科学院金属研究所研究员王晓辉课题组与南京航空航天大学教授朱孔军合作,在深入理解LaMer形核生长机制的基础上,通过减小形核窗口时间来增大形核速率,采用微波水热合成法在纯水的合成环境中制备出纳米LiFePO4。同时利用沉淀剂将滤液中最有价值的LiOH回收再利用,锂源的有效利用率超过了90%,大幅度降低了生产成本。由该方法制备的纳米磷酸铁锂具有迄今为止最高的产率(1.3mol/L),且表现出优良的电化学性能,在0.1C倍率下放电比容量为167mAhg-1,3C倍率下充/放电循环1000次后,仍能保持初始容量的88%,可以满足大规模储能的实际应用。该工作率先实现了高性能纳米LiFePO4在纯水的合成环境中的绿色高效合成,将有力推动其规模化生产。相关结果发表在近日出版的《绿色化学》(Green Chemistry, 2018,20, 5215-5223)杂志上。

  图1 经典的LaMer形核和生长机制以及实验结果。(a)经典LaMer机理,颗粒在溶液中成核和生长过程中单体浓度变化的示意图。(b)三个具有高斯分布的形核函数。形核函数的宽度()对应形核时间窗口。(c)微波加热和油浴加热两种加热模式下的原位温度与时间曲线。(d)由两种不同的加热模式制备的LiFePO4沿[100]或[010]方向的尺寸统计。微波加热的尺寸为63nm,而在常规油浴加热的情况下,尺寸为105nm。

  图2 LiFePO4纳米晶水热合成路线及锂回收示意图。以LiOH、FeSO4和H3PO4为原料制备纳米LiFePO4。用Ba(OH)2做沉淀剂与滤液反应,随后进行固液分离,回收LiOH。插图为LiFePO4的TEM照片。

  图3 水热/溶剂热合成方法制备LiFePO4单位体积产率的比较。插图为本工作中合成的LiFePO4的光学照片。

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  5月27日,江西省龙南市举行招大引强“赛马比拼”月赛——5月份重大项目集中开(竣)工活动,总投资超百亿元的年产10万吨磷酸铁锂正极材料项目等一批重大项目集中开工。据了解,年产10万吨磷酸铁锂正极材料项目总投资101亿元,固定资产投资50亿元,总占地面积800亩,建设厂房总建筑面积约300000㎡。本项

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  日前,甘肃金车储能20GWh磷酸铁锂方形储能电池项目正在有序推进,项目一期2GWh磷酸铁锂储能电池生产线月开工建设,目前已经进入了设备的安装调试期,预计将于8月正式投产。作为甘肃金拓锂电新能源有限公司的子公司,甘肃金车储能电池技术有限公司成立于2021年,公司将新型储能电

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  6月6日,道氏技术公告,公司与KHEnergyCo.,Ltd(简称“KHEnergy”)于近日签订了《战略合作协议书》。双方将共同研究和推进新能源电池项目各领域的广泛合作可能性,优先进行事前市场调查和客户挖掘,共同设立合资公司(合计出资200万元,各出资100万元)使其有利于进入韩国三元正极材料前驱体的市场和前驱

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  5月26日,国家发展改革委主任郑栅洁与刚果(金)副总理兼外交部长卢通杜拉签署《中华人民共和国国家发展和改革委员会与刚果民主共和国外交部关于开展资源投资合作的谅解备忘录》。下一步,双方将成立中刚资源投资合作指导委员会,按照企业主体、政府引导、市场运作、商业惯例的原则,指导和支持两国企

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  北极星储能网获悉,6月9日,中国铁塔发布2023年基站侧储能技术研究采购项目比选公告。据公告,本次招标内容是“基站侧储能技术研究”研发服务采购,项目最高限价为人民币800,000.00元(含税),本项目计划2023年9月30日前完成。要求投标人自2020年5月1日至2023年4月30日期间(以合同签订时间为准)应至

  北极星储能网获悉,6月8日上午,比亚迪在位于深圳坪山的总部召开了年度股东大会。会议上比亚迪董事长王传福提出,当前新能源汽车企业进入淘汰赛。王传福指出,企业想在“淘汰赛”中胜出需要掌握三种能力,分别是核心技术、战略方向、快速决策机制。其中,核心技术是第一要素。从燃油车转向新能源汽车是

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  当下,工商业用户侧储能实火,众多企业加大马力高调入局“争抢”市场。据北极星储能网统计,除了江苏、浙江、广东等热门地区之外,目前还有河南、海南等共18省区峰谷电价差超过0.7元以上。“各地对峰谷电价差的调整,已经可以基本保证用户侧储能有相对稳定的收益。”采日能源董事长李峰向北极星储能网

  6月8日,西藏自治区经信厅、区发改委、区生态环境厅联合印发《西藏自治区工业领域碳达峰实施方案》,《方案》提出:因地制宜建设工业绿色微电网。引导企业、园区加快分布式光伏、地热能、分散式风电、多元储能、高效热泵、余热余压利用、智慧能源管控等一体化系统开发运行,增强源网荷储协调互动能力,

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