2021年河南省揭榜挂帅榜单任务——高性能磷酸锰铁锂电池材料关键技术开发及产业化

如何获得具有较低比表面积与较高容量的正极材料需要解决的关键前提是获得粒度适合和良好反应活性的磷酸盐前驱体。以廉价化工产品为原料，通过合适的处理方式，使得原料具有良好的反应活性与均匀一致的理化性质，为后续的机械化学转化奠定了基础，降低了烧结过程的复杂性。分析固液转化条件对制备前驱体的物相与形貌影响，研究前驱体反应转化过程，开发粒度均匀及细化控制技术；确定了前驱体粒度分布、晶粒形态及其堆积方式的优化合成工艺。

考察碳源的分散性与热解碳的形态，研究碳源对产物理化指标的影响，保证原料组分具有良好的反应活性与分布的均匀性，重点分析控制碳含量及均匀性、粒径大小及均一性、烧结温度对改善磷酸锰铁锂材料微观结构和界面形态的影响，优化正极的一次粒子形貌以及粒度分布，降低复合材料中碳含量和优化合成的复合结构，调节材料的比表面积与电化学性能。保证形成良好的界面形态，从而为电化学反应提供了良好的场所，加速了电荷的迁移，同时使得正极材料在锂离子脱嵌时不易受到电解液的侵蚀而发生结构损坏，使其具有良好的倍率循环稳定性，获得具有高能量密度、加工性能良好的LiMn1-xFexPO4材料。

工艺过程从设备的设计和物料传输过程均坚持连续化的理念，尽量缩短工序阶段，建立紧凑的工艺衔接和设备连接，完成自动化程度高的规模化生产线。技术路线植入高标准、连续化、密闭化的理念，减少人为因素，提高生产效率，通过精确的工艺过程控制保证材料批次稳定性。