磷酸铁锂正极材料认证总结课件.ppt

1、内内 容容LFP的各项参数对电池性能的影响的各项参数对电池性能的影响推荐推荐5款综合性能优秀的材料款综合性能优秀的材料物性参数标准物性参数标准 比表面积比表面积 通常情况下，通常情况下，LFP的比表面积与碳含量呈线性关系。的比表面积与碳含量呈线性关系。比表面积太小，说明材料的碳包覆量不够，直接体现是电池内比表面积太小，说明材料的碳包覆量不够，直接体现是电池内阻偏高、放电平台低、容量发挥低、倍率性能不佳、循环性能不好。阻偏高、放电平台低、容量发挥低、倍率性能不佳、循环性能不好。比表面积过大，说明材料的碳包覆量过高或者粒度呈纳米级。比表面积过大，说明材料的碳包覆量过高或者粒度呈纳米级。直接的体现是

2、材料的电化学性能极好，但活性高、易团聚、难分散、直接的体现是材料的电化学性能极好，但活性高、易团聚、难分散、极片加工困难。极片加工困难。通过长期的认证，我司目前的标准是通过长期的认证，我司目前的标准是18umSSA22um,北大先北大先行行300例外（掺镁）。例外（掺镁）。物性参数标准物性参数标准 振实密度振实密度 振实密度会对极片的压实密度产生一定影响，最终体现在振实密度会对极片的压实密度产生一定影响，最终体现在电池的能量密度上。振实密度只是材料形貌和粒度分布的外在电池的能量密度上。振实密度只是材料形貌和粒度分布的外在表现，不是决定材料和电池性能的主因。表现，不是决定材料和电池性能的主因。物

3、性参数标准物性参数标准 粒度分布粒度分布 从大量的制浆经验以及行业同行的交流反馈来看，粒度分布几乎决定了磷酸铁从大量的制浆经验以及行业同行的交流反馈来看，粒度分布几乎决定了磷酸铁锂材料的加工性能，其关键指标是锂材料的加工性能，其关键指标是D50。钴酸锂、锰酸锂钴酸锂、锰酸锂10um D50 20um，加工性能没有任何问题；磷酸铁锂根据厂，加工性能没有任何问题；磷酸铁锂根据厂家不同的工艺，基本分两种：家不同的工艺，基本分两种：A:1um D50 2.5um，(北大先行、台湾立凯以及大多数厂商北大先行、台湾立凯以及大多数厂商)B:3.5um D50 8um，（烟台卓能、大同尚志），（烟台卓能、大同

4、尚志）以上两种材料，以上两种材料，B的加工性能要好于的加工性能要好于A。颗粒越小，同等质量的材料的颗粒数量越多，同样的工艺条件下分散越困难。颗粒越小，同等质量的材料的颗粒数量越多，同样的工艺条件下分散越困难。克容量克容量 克容量是决定电池成本的重要因素，因为所有的辅料克容量是决定电池成本的重要因素，因为所有的辅料都要根据正极材料的质量来配制。都要根据正极材料的质量来配制。一般来说，以草酸亚铁作原料的磷酸铁锂，其首次充一般来说，以草酸亚铁作原料的磷酸铁锂，其首次充电克容量在电克容量在160mAh/g，而其他工艺如，而其他工艺如Valence，以三氧化，以三氧化二铁做原料，不容易被彻底还原二铁做原

5、料，不容易被彻底还原,首次充电克容量为首次充电克容量为145 mAh/g。电化学性能电化学性能 倍率性能倍率性能 磷酸铁锂材料的倍率性能决定电池产品的内阻、平台、磷酸铁锂材料的倍率性能决定电池产品的内阻、平台、循环、低温、倍率。循环、低温、倍率。磷酸铁锂的晶体结构本身非常稳定，但其容量能否完磷酸铁锂的晶体结构本身非常稳定，但其容量能否完全发挥出来、循环寿命能否发挥出来都取决于材料的倍率全发挥出来、循环寿命能否发挥出来都取决于材料的倍率性能。性能。目前我们通过扣式电池可以初步评估材料倍率性能的好坏。目前我们通过扣式电池可以初步评估材料倍率性能的好坏。电化学性能电化学性能统计项目统计项目北大北大0

6、20北大北大300P-1立凯立凯卓能卓能尚志尚志永康清华永康清华比表面积202 m2/g18.4818.9716.1418.8723.521.06振实密度1.20 g/cm31.321.231.1161.12580.791.39D100.5um1.281.111.181.591.661.30D501.5um-3.0um2.371.781.973.766.842.70D9010.0um6.692.834.028.6818.8215.740.2C 首次充电容量157 mAh/g1541581691511571600.5C放电最高值140 mAh/g146.51551561401531471C放电最

7、高值134 mAh/g143151153.0133.81501403.3V以上0.5C放电效率75%91.2%90.7%88%89%93%92.4%3.3-3.2V 0.5C放电效率5.5%2%2.2%3%2%1.4%1.5%3.3V以上1C放电效率71%86.6%87.4%86.6%86%89%89.1%3.2V以上1C放电效率75%90.6%90.8%89.7%89.1%93%91.6%推荐推荐5款优秀的产品款优秀的产品注：我司的比表面积绝对值比其他厂家大5左右SEM图谱图谱北大300卓能立凯立凯P-1SEM图谱图谱SEM图谱图谱尚尚 志志 阴极采用北大阴极采用北大300，生产阳极，配方与

8、，生产阳极，配方与面密度参考生产，采用聚合物工艺，制备面密度参考生产，采用聚合物工艺，制备10Ah电池。电池。北大北大300小试结果小试结果电池类型C1D1损失比/%C2D2D2/C2300A10763.29533.511.4%9571.99271.596.9%10772.29468.212.1%9535.99228.896.8%10645.49392.711.8%9450912596.6%105649322.611.8%93828971.695.6%106889462.411.5%9516.39072.395.3%均值11.7%96.2%生产电池184471619112.2%16253157

9、0396.6%185061621612.4%163461574496.3%183831610312.4%162291566996.5%185101596613.7%162041554195.9%185261616912.7%163301577896.6%183161612712.0%161611569597.1%均值12.6%94.3%北大北大300 化成数据化成数据容量首次发挥为容量首次发挥为137mAh/g，略大于生产的，略大于生产的131 mAh/g。北大北大300倍率对比倍率对比电池类型电池类型0.3C1C2C3C4C5C北大北大-300A100%98.57%95.54%94.95%9

10、4.67%93.34%100%98.99%95.95%95.32%95.67%95.05%生产电池生产电池100%96.80%96.11%95.20%94.10%92.60%倍率性能略优于生产数据。倍率性能略优于生产数据。北大北大300倍率对比倍率对比0204060801002.02.53.03.54.0 Voltage(V)Capacity(%)0.3C 1C 2C 3C 4C 5C3000204060801002.02.53.03.54.0 Voltage(V)Capacity(%)0.3C 1C 2C 3C 4C 5C生产（生产（020）0100200300400500600607080

11、90100110 Capacity(%)Cycle No.300 020 300在循环在循环300周以后，由于测试室温度较高，衰周以后，由于测试室温度较高，衰减变大；减变大；020样品趋势一样。（注：样品趋势一样。（注：LB315）522次次93.86%-090718数据。数据。北大北大300循环循环 烟台卓能烟台卓能8Ah液锂电池小试结果液锂电池小试结果容量比0.2C100.00%0.5C98.48%1C95.59%3 0 0 03 3 0 03 6 0 03 9 0 04 2 0 002 0 0 04 0 0 06 0 0 08 0 0 01 0 0 0 0 C a p a c ity (

12、m A h)Voltage(V)1.0 C 2.0 C 3.0 C 4.0 C 5.0 C 1 0 C 2 0 CC h a r g e a t d iffe r e n t r a te烟台卓能烟台卓能8Ah液锂电池倍率充电曲线液锂电池倍率充电曲线烟台卓能烟台卓能8Ah液锂电池倍率放电曲线液锂电池倍率放电曲线电池类型电池类型C1D1损失比损失比/%C2d1D2d1/D2D2/C2立凯电池立凯电池181801576013.30%15810148901636091.00%103.50%179401541014.10%15480146301585092.30%102.40%179901546014

13、.10%15530147001591092.40%102.40%190601564017.90%15670148401610092.20%102.70%187701633013.00%16390151401657091.40%101.10%192201664013.40%16720154501691091.40%101.10%均值均值14.30%生产电池生产电池183721547415.80%15368146871591592.30%103.60%184331556015.60%15447150511594894.40%103.20%182431538915.60%15282145951580

14、692.30%103.40%182121534015.80%15251145281566992.70%102.70%均值均值15.70%立凯小试结果立凯小试结果容量发挥比生产高容量发挥比生产高10mAh/g，为，为137mAh/g。电池类型电池类型0.3C1C2C3C4C5C立凯电池立凯电池100%98.79%98.79%96.70%96.70%95.75%95.75%95.91%95.91%95.10%95.10%生产电池生产电池100%97.00%96.00%95.00%94.00%93.00%立凯立凯倍率数据倍率数据05001000150020002500020406080100 Cap

15、acity(%)Cycle NO.050010001500200025006065707580859095100 Capacity(%)Cycle NO.立凯常温循环曲线立凯常温循环曲线目前循环目前循环2250次，保持在次，保持在80%。P1-化成数据化成数据电池类型电池类型编号编号C1D1损失比损失比/%C2D2P-1A11311979513.4%98159452B11322980313.4%98199455C11336978713.7%98439410D11257973713.5%97519380均值均值13.5%生产电池生产电池(090422批批)1180821566113.4%1576

16、7150002184181589813.7%16031152373182241581513.2%15922151284183821581614.0%15989152085183691583013.8%16012152696182411581613.3%1591615258均值均值13.6%容量方面，生产电池大约为容量方面，生产电池大约为128mh/g，P-1为为140mh/g。0204060801002.02.53.03.54.0 Voltage(V)C apacity(%)1C 2C 3C 4C 5CP-1小试结果小试结果电池类型0.3C1C2C3C4C5CP-1100%98.1%96.8%

17、96.0%94.8%92.4%100%98.0%96.5%98.7%94.3%92.0%生产电池100%97.0%96.0%94.0%92.50%91.0%P-1-循环曲线循环曲线01 0 02 0 03 0 04 0 05 0 06 0 07 0 002 04 06 08 01 0 01 2 0 Capacity(%)C y c le N O.循环循环813周，周，剩余剩余92.09%。（090718）循环次数100200300400500600P-198.47%97.97%96.79%96.06%95.52%94.95%98.49%98.00%96.75%95.97%95.49%95.02

18、%生产电池150100200300400100%99.00%96.87%95.34%94.60%94.20%项目C1D1C2D2损失比%内阻m 14871.93708.63830.53531.223.886.33248983720.13837.23617.824.055.5334838.53644.13778.43549.624.695.5244901.83713.93813.33590.924.235.73大同尚志液锂数据大同尚志液锂数据3#0.3C0.5C1C设计克容量（mAh/g）放电容量mAh）4529.44400.84245.3125放电百分比%）100.0%97.2%93.7%克容

19、量mAh/g）141.5137.5132.7化成数据化成数据电池编号循环次数11020501#容量(mAh)3466.33462.53459.2保持率(%)100%99.89%99.80%55循环数据循环数据常温循环数据常温循环数据电池编号循环次数11020501#容量(mAh)4210.84193.14144保持率(%)100%99.58%98.41%大同尚志液锂数据大同尚志液锂数据倍率0.2C0.3C0.5C1C2C3C4C5C6C8C放电容量（mAh）43054271.34194.74130.44096.34059.84039.34015.93970.23818.9放电百分比100.0%

20、99.2%97.4%95.9%95.2%94.3%93.8%93.3%92.2%88.7%常温倍率数据常温倍率数据大同尚志液锂数据大同尚志液锂数据项目SOC/%807060504030201#(放）OCV/V3.3443.3393.3263.3053.3013.2883.248P/Wh16616116316115414581功率密度1297125712721257120211346302#(充）OCV/V3.3473.3463.3453.3163.3113.3063.270P/Wh199191181177176167153功率密度1552148914131384137313041191常温功率数据常温功率数据01020304050607080901002.002.252.502.753.003.253.503.754.00 Voltage(V)Capacity(%)0.3C 1C 2C 3C 4C 5C 6C 8C 10C常温倍率数据常温倍率数据大同尚志液锂数据大同尚志液锂数据大同尚志液锂数据大同尚志液锂数据备选材料 基于以上试验，北大300、P-1、永康、立凯可以作为聚合物重点开发对象；P-1、立凯需要进一步加强过程控制使其性能充分发挥。对于液锂，可以把北大300、卓能、永康以及尚志作为试制对象。P-1由于粒径分布窄，需要配方调整和制成严格控制才能发挥其性能。谢 谢