年产4000吨锂离子动力电池磷酸亚铁锂材料建设项目立项申报材料.doc_中文版高速下载

现代轿车注重车载电子系统的现代 化，现代化的车载电子系统，无例外地需要电。

只的蓄 电池不能满足诸多电子系统的需要，而使用铅酸电池组合达到电压容量 的要求，就要增加倍的重量和倍的体积。

现代车怎么能用这种超重 量，超体积，且有嫌二次污染环境的传统电池。

所以，锂动力电池以其 体积小比能量大及质量轻等优点，将做为首选蓄电池而进入现代车 族。

据专家估计，仅此项世界每年的锂动力电池，其市场 容量将达到几佰亿美元。

锂动力电池也应用在军事领域，航天航空领域更存在不可估量的市 场。

用在智能机器人，电动滑板车，儿童玩具车，剪草机，采棉机，野 外勘探工具，手动工具等方面，其市场份额巨大。

市场分析 锂离子电池市场需求分析 锂离子电池自上世纪九十年代以来其应用范围越来越广，从手机 笔为时，其体积减小了，充电过程中的体积收缩可以弥 补碳负极的膨胀，有助于提高锂离子电池的体积利用效率，这结构就 决定磷酸亚铁锂具有超长的循环寿命和高度的安全性。

图钴酸锂锰酸锂与行的，其中具有有序的橄榄石结构， 空间群为，磷酸铁属于异磷铁锰矿结构，空间群为，两者结 构极为相似，晶胞体积也很接近，由晶格常数的变化可以算出，在 被氧化低于或者等于时，会发生 畸变效应，使尖晶石中的八面体由正八面体结构转变 为四面体结构，造成材料结构不稳定。

磷酸亚铁锂的充放电反应是在 和两相之间进控制在左右理论容量， 实际容量，否则会引起体积较大变化，进而引起发热发火。

与钴酸锂相比，磷酸亚铁锂和锰酸锂都更安全。

锰酸锂的最大缺点是， 在深度放电过程中，当锰的价态导率，将导电碳包覆在磷酸亚铁锂颗粒表面以 形成磷酸亚铁锂碳复合正极材料是种较好的解决方法。

图为钴酸锂锰酸锂与磷酸亚铁锂充电放过程晶体结构变化示意 图。

层状钴酸锂中锂的脱嵌只能共价键形成离域的三维立体化学键，使具有很强 的热力学和动力学稳定性。

纯存在的主要问题是离子扩散系数 和电子传导率均较低。

针对这种情况，人们通过各种方法提高磷酸亚铁 锂的电八面体共点连结。

个八 面体与两个八面体共边，而个四面体则与个八面体和 两个八面体共边。

且具有二维可移动性，在充放电过程中可以 脱出和嵌入。

强的每个晶胞中有个单元其 晶胞参数为和。

在中，氧原子 近似呈六方紧密堆积，磷原子在四面体的空隙，铁原子锂原子分别在 八面体的空隙。

在晶体平面上动力电池，但它主要起过渡作用， 磷酸亚铁锂则主要面向中小型和大型以上动力电池应用。

在自然界中以磷铁锂矿的形式存在，具有有序的橄榄石结 构，属于正交晶系，。

在 友好原材料来源丰富理论容量和工作电压较高等优点，并且它具有 更好的循环性能和更高的安全性能。

综合分析，锂钴氧电池主要应用于小型电器如手机蓝牙， 笔记本电脑等，锰酸锂可用于中小型，制备也比较容易，但其克容量低，高温电性能和循环性能较差，并 且充放电时尖晶石结构容易发生畸变效应而不稳定，因此自放电率比较 高。

正交晶系橄榄石型磷酸亚铁锂具有成本低无毒对环境镍氧较锂钴氧价格略低，性能与锂钴氧相当，具 有较优秀的嵌锂性能，但制备困难，热稳定性差，产品性能难以稳定， 并且也存在较大的安全隐患。

尖晶石成本低，耐过充安全性能 好目前已大规模商品化，具有开路电压高比能 量大循环寿命长能快速充放电等优点，但其毒性较大，价格昂贵， 制作大型动力电池时安全性难以得到保证，因此它目前主要用于手机等 小型电器。

锂料，目前研 究较多的主要是层状结构的锂钴氧锂镍氧，具有尖 晶石结构的锂锰氧以及橄榄石结构的磷酸亚铁锂。

层 状结构的锂钴氧状和技术发展趋势 锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，其中正极材料的是最为 关键的部分，新型正极材料的研制已成为决定锂离子电池发展的关键。

具有高插入电位的过渡金属氧化物常作锂离子电池的正极材材料，产品具有 无环境污染安全性好成本低适用于产业化生产，是改善和发展我 国新型能源产业振兴我省经济基础关键性项目，具有较好的经济效益和 社会效益。

综合分析，项目建设是必要的。

国内外现锂动力电池的需求。

本项目是新能源材料项目，属于国家大力支持发展的项目领域。

在 能源问题日益突出的情况下，锂离子电池特别是锂离子动力电池的发展 特别迅速。

磷酸亚铁锂作为种新型的锂离子电池正极材锂动力电池的需求。

本项目是新能源材料项目，属于国家大力支持发展的项目领域。

在 能源问题日益突出的情况下，锂离子电池特别是锂离子动力电池的发展 特别迅速。

磷酸亚铁锂作为种新型的锂离子电池正极材料，产品具有 无环境污染安全性好成本低适用于产业化生产，是改善和发展我 国新型能源产业振兴我省经济基础关键性项目，具有较好的经济效益和 社会效益。

综合分析，项目建设是必要的。

国内外现状和技术发展趋势 锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，其中正极材料的是最为 关键的部分，新型正极材料的研制已成为决定锂离子电池发展的关键。

具有高插入电位的过渡金属氧化物常作锂离子电池的正极材料，目前研 究较多的主要是层状结构的锂钴氧锂镍氧，具有尖 晶石结构的锂锰氧以及橄榄石结构的磷酸亚铁锂。

层 状结构的锂钴氧目前已大规模商品化，具有开路电压高比能 量大循环寿命长能快速充放电等优点，但其毒性较大，价格昂贵， 制作大型动力电池时安全性难以得到保证，因此它目前主要用于手机等 小型电器。

锂镍氧较锂钴氧价格略低，性能与锂钴氧相当，具 有较优秀的嵌锂性能，但制备困难，热稳定性差，产品性能难以稳定， 并且也存在较大的安全隐患。

尖晶石成本低，耐过充安全性能 好，制备也比较容易，但其克容量低，高温电性能和循环性能较差，并 且充放电时尖晶石结构容易发生畸变效应而不稳定，因此自放电率比较 高。

正交晶系橄榄石型磷酸亚铁锂具有成本低无毒对环境 友好原材料来源丰富理论容量和工作电压较高等优点，并且它具有 更好的循环性能和更高的安全性能。

综合分析，锂钴氧电池主要应用于小型电器如手机蓝牙， 笔记本电脑等，锰酸锂可用于中小型动力电池，但它主要起过渡作用， 磷酸亚铁锂则主要面向中小型和大型以上动力电池应用。

在自然界中以磷铁锂矿的形式存在，具有有序的橄榄石结 构，属于正交晶系，。

在每个晶胞中有个单元其 晶胞参数为和。

在中，氧原子 近似呈六方紧密堆积，磷原子在四面体的空隙，铁原子锂原子分别在 八面体的空隙。

在晶体平面上八面体共点连结。

个八 面体与两个八面体共边，而个四面体则与个八面体和 两个八面体共边。

且具有二维可移动性，在充放电过程中可以 脱出和嵌入。

强的共价键形成离域的三维立体化学键，使具有很强 的热力学和动力学稳定性。

纯存在的主要问题是离子扩散系数 和电子传导率均较低。

针对这种情况，人们通过各种方法提高磷酸亚铁 锂的电导率，将导电碳包覆在磷酸亚铁锂颗粒表面以 形成磷酸亚铁锂碳复合正极材料是种较好的解决方法。

图为钴酸锂锰酸锂与磷酸亚铁锂充电放过程晶体结构变化示意 图。

层状钴酸锂中锂的脱嵌只能控制在左右理论容量， 实际容量，否则会引起体积较大变化，进而引起发热发火。

与钴酸锂相比，磷酸亚铁锂和锰酸锂都更安全。

锰酸锂的最大缺点是， 在深度放电过程中，当锰的价态低于或者等于时，会发生 畸变效应，使尖晶石中的八面体由正八面体结构转变 为四面体结构，造成材料结构不稳定。

磷酸亚铁锂的充放电反应是在 和两相之间进行的，其中具有有序的橄榄石结构， 空间群为，磷酸铁属于异磷铁锰矿结构，空间群为，两者结 构极为相似，晶胞体积也很接近，由晶格常数的变化可以算出，在 被氧化为时，其体积减小了，充电过程中的体积收缩可以弥 补碳负极的膨胀，有助于提高锂离子电池的体积利用效率，这结构就 决定磷酸亚铁锂具有超长的循环寿命和高度的安全性。

图钴酸锂锰酸锂与磷酸亚铁锂充电放过程晶体结构变化示意图 目前直接合成磷酸亚铁锂的方法主要有高温固相反应法水热法。

按照前驱体制备工序分还有溶胶凝胶法共沉淀法机械化学活化法等。

从产业化的角度来讲高温固相法具有工艺简单，容易操作，工艺可调性 好，成本低等特点而成为首选方法。

不同企业的高温固相法的具体实施 工艺又有所不同。

影响商业化的最主要障碍有两个 就材料本身而言是其导电性差，电阻率较大，电化学过程为扩 散控制，使之在大电流放电时容量衰减较大，而大电流放电又是评价动 力电池性能的个关键因素。

目前的解决方案主要有包覆碳和掺杂金属 离子。

产品致性差。

目前磷酸亚铁锂产品不同批次性能相差比较大。

产品致性差主要跟原材料的控制，烧结工艺以及产物的最后整形与处 理工艺有关。

就烧结方法看，普遍采用惰性气氛炉不断通氮气或氩气来 进行煅烧，技术的关键点在于严格控制烧结过程中的氧分压，减少样品 的降温时间。

在国际上，美国公司美国上市公司年实现了 的产业化，解决了其电池的倍率放电及低温性能等问题，并已在中国的 部分锂离子电池厂家东莞新能源青岛澳柯玛及邦凯等以方式 生产的聚合物电池，其中东莞新能源的使用量就达到每年 吨。

在中国苏州建设有生产基地。

近期开发及 二个系列动力电池，其中为电池 组，为电池组，比能量为 能量密度在，除了优良的安全性外，可在 放电，及储存，循环寿命为次， 而且其模块设计成可与铅酸动力电池互换，并且已经有了酸亚铁锂 则主要面向中小型和大型以上动力电池应用。

目前，