磷酸鐵鋰材料的曲折產(chǎn)業(yè)化歷程及其未來的發(fā)展前景展望

作為鋰離子電池正極材料，磷酸鐵鋰優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都很突出，從材料誕生之日起，其制備和后處理技術(shù)乃至發(fā)明人都引起了世界范圍的知識(shí)產(chǎn)權(quán)糾紛。隨著鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展、各國產(chǎn)業(yè)政策的變化及三元材料的商業(yè)化，磷酸鐵鋰材料也經(jīng)歷了曲折的產(chǎn)業(yè)化之路，首先在動(dòng)力電池中實(shí)現(xiàn)商用。

1996年，美國德州大學(xué)奧斯汀分校的John B.Goodenough教授團(tuán)隊(duì)首次報(bào)道了磷酸鐵鋰作為鋰離子電池正極材料的可行性，并于1997年取得了相關(guān)專利。他們發(fā)現(xiàn)有著橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰電池具有較高的熱穩(wěn)定性、安全性和循環(huán)壽命，不會(huì)像當(dāng)時(shí)常見的鈷酸鋰那樣在高溫下容易分解，而且其主要原料是鐵和磷，工藝穩(wěn)定價(jià)格低廉，可以顯著降低電池的生產(chǎn)成本，磷酸鐵鋰還不含有材料毒性，清潔環(huán)保無污染。

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，雖然磷酸鐵鋰電池能量密度低，但是通過大體積電池包可以完全適配于電動(dòng)公交車，北京奧運(yùn)前后，我國就開始將鋰電池電動(dòng)公交車投入使用并逐步推廣。2010年相關(guān)部門再次調(diào)整策略，明確提出以公共領(lǐng)域用車為突破口，逐步帶動(dòng)新能源車私人消費(fèi)市場(chǎng)的方針。

近年來隨著我國雙碳目標(biāo)的提出，電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)快速發(fā)展，國家新能源補(bǔ)貼政策也在不斷的變化，磷酸鐵鋰材料和電池技術(shù)也在持續(xù)迭代升級(jí)，并從動(dòng)力電池拓展到電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域。值得注意的，磷酸鐵鋰材料從2021年產(chǎn)量首次超過三元材料，其市場(chǎng)占有率還在逐年提升，發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁。

就目前發(fā)展形勢(shì)來看，當(dāng)前市場(chǎng)主流的是第三代磷酸鐵鋰產(chǎn)品，依賴電池包結(jié)構(gòu)創(chuàng)新（如CTP）提升能量密度，其受限于壓實(shí)密度（≤2.50 g/cm³），快充能力普遍在2C左右。而第四代磷酸鐵鋰，也稱高壓密磷酸鐵鋰，通過更高壓實(shí)密度（≥2.60 g/cm³）縮短鋰離子遷移路徑，顯著降低阻抗，支持4C-6C快充。目前的市場(chǎng)趨勢(shì)是，第四代磷酸鐵鋰憑借高壓實(shí)密度實(shí)現(xiàn)了磷酸鐵鋰電池能量密度與快充性能的雙重躍升，成為高端電池的技術(shù)標(biāo)桿；而第三代因性能局限，正逐步退出主流競(jìng)爭。

中國粉體網(wǎng)將于2025年11月26日在江蘇·常州舉辦“2025高壓實(shí)磷酸（錳）鐵鋰技術(shù)大會(huì)”。本屆大會(huì)將聚焦高壓實(shí)磷酸鐵鋰生產(chǎn)工藝優(yōu)化、突破壓實(shí)密度極限的材料設(shè)計(jì)創(chuàng)新、錳溶出問題的終極解決方案，以及從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)的全鏈條工藝優(yōu)化等議題展開交流討論！屆時(shí)，來自華南師范大學(xué)的舒東教授將作題為《磷酸鐵鋰材料的曲折產(chǎn)業(yè)化歷程及其未來的發(fā)展前景展望》的報(bào)告。舒東教授將結(jié)合磷酸鐵鋰材料的本征性質(zhì)和國家產(chǎn)業(yè)政策的變化，講述材料發(fā)展的曲折歷程，并展望其未來發(fā)展前景。

嘉賓信息：

舒東，華南師范大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，廣東省新能源材料與器件專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心負(fù)責(zé)人，新能源材料與器件省一流專業(yè)負(fù)責(zé)人，材料科學(xué)與工程碩士點(diǎn)專業(yè)負(fù)責(zé)人。長期從事化學(xué)電源包括超級(jí)電容器、鋰離子電池、鋅離子電池、燃料電池、鉛酸電池及其相關(guān)電池材料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863 計(jì)劃）子項(xiàng)目及其他國家、省部及企業(yè)項(xiàng)目40余項(xiàng)。入選2024年全球年度科學(xué)影響力前2%頂尖科學(xué)家。在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文231篇，被引用10100余次，申請(qǐng)國家專利42項(xiàng)，其中發(fā)明專利38項(xiàng)，專利中32項(xiàng)獲得授權(quán)，其中發(fā)明專利授權(quán)28項(xiàng)，第一發(fā)明人授權(quán)發(fā)明專利19項(xiàng)。

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