为什么磷酸钒锂比磷酸铁锂容量大？

为什么磷酸钒锂比磷酸铁锂容量大

接下来具体说说

电池正极材料——磷酸铁锂如何而来？

磷酸铁锂是一种锂离子电池电极材料，化学式为LiFePO4，主要用于各种锂离子电池。 自1996年日本的NTT首次揭露AyMPO4(A为碱金属，M为CoFe两者之组合:LiFeCoPO4)的橄榄石结构的锂电池正极材料之后， 1997年美国德克萨斯州立大学John. B. Goodenough等研究群，也接着报导了LiFePO4的可逆性地迁入脱出锂的特性。

美国与日本不约而同地发表橄榄石结构(LiMPO4), 使得该材料受到了极大的重视，并引起广泛的研究和迅速的发展。与传统的锂离子二次电池正极材料，尖晶石结构的LiMn2O4和层状结构的LiCoO2相比，LiMPO4的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。

磷酸铁锂具有高能量密度、高安全性、高寿命、高循环次数等特点，其放电容量大，价格低廉，无毒性，不造成环境污染等优势，被世界各国正竞相实现工业化生产。

各国都把电池产业摆在国家发展战略的重要位置，配套资金和各种政策面支持的力度很大，电动汽车用锂离子动力电池已成为市场和研发的热点。研究的主要正极材料包括锰酸锂(LMO)、磷酸铁锂(LFP)、镍钴锰(NCM)。

磷酸铁锂电池也是一种推广价值极高的新型锂电池，是电池产业未来发展的核心产品之一。相比其他动力电池有无可比拟的优势。磷酸铁锂产品正处于产业的萌芽阶段，产品未来市场巨大，作为一个新兴的、具有战略投资价值的产业，值得产业资本或风险资本去关注和投资。

磷酸铁锂的科学研发生产，符合我国节能减排政策，随着哥本哈根会议的结束， "减排、低碳"成为了当前的热点词汇，我国也在会上做出了一个明确的减排目标。磷酸铁锂同时也具有八大优势，其符合国家政策导向、代表未来电池发展方向、超大市场容量、稳定快速发展、应用领域广泛、产业利润丰厚、有一定的技术壁垒、不受制于国外市场。

2022年中国磷酸铁锂正极材料发展现状调研及市场前景分析报告认为，国际上主要的磷酸铁锂电池材料生产厂商有加拿大Phostech、美国Valence、美国A123、中国台*地区的台塑长园能源科技、立凯（Aleees）等。

国内主要生产磷酸铁锂的厂家有：深圳比克、湖南杉杉新材料、深圳山木电池、河南新太行电源、新乡中科科技、嘉洋电池、上海扬洋电池、比亚迪科技，德方纳米3等科技企业，锂电池正极材料的应用，使得我们的生产生活进入绿色、低碳、环保、节能时代，可以说对电池正极材料的突破也就是是对电池的突破，磷酸铁锂电池在动力电池和储能电池领域有着无限的发展空间。

磷酸铁锂作为一种锂电池用正极材料，早已在锂电池体系中广泛且成熟利用。据预测，2020年新建及改造的5G基站对磷酸铁锂电池需求量将达10GWh；到2025年，将增至155.4GWh，市场前景广阔。

磷酸铁锂正极材料的性能在一定程度上取决于材料的形态、颗粒的尺寸以及原子排列，因此制备工艺尤为重要。

磷酸铁锂电池正极材料工业化生产所需的设备主要有球磨设备、双锥干燥机、自动化推板电窑炉、工业粒度粉碎机、混合机、包装机等。

磷酸铁锂生产所需的配料有：草酸亚铁、无水葡萄糖、磷酸一铵、碳酸锂、工业级五氧化二钒、氢氧化镁。

在工厂制备工艺成熟生产的条件下即可批量生产，液相法生产流程为配料—球磨—一级干燥—烧结—粉碎—混合干燥—包装。

液相法生产磷酸铁锂，遵循安托因方程或拉乌尔定律，安托因方程是一个最最简单的三参数，用来描述纯液体饱和蒸汽压的方程。

拉乌尔定律，作为溶液热力学研究的基础，它对相平衡和溶液热力学函数的研究起指导作用，是法国人拉乌尔在1880年所提出的。该定律广泛应用于蒸馏和吸收等过程的计算中，可表述为:"在某一温度下，难挥发非电解质稀溶液的蒸气压等于纯溶剂的饱和蒸气压乘以溶剂的摩尔分数"。

配料工：序将酸亚铁、无水葡萄糖、磷酸一铵、碳酸锂、工业级五氧化二钒、氢氧化镁材料称重放置于配料箱中。

球磨干燥工序：球磨机加入220L的99.99%无水乙醇或甲醇溶液，球磨30分钟即可将料浆用空气隔膜泵打入干燥机内，干燥机利用真空泵将酒精蒸汽抽入液态泠凝器内，酒精由气态变为液态后回收再次利用，干燥几热水温度应控制在80℃左右，干燥机转速在10-20Hz内。

烧结工序：利用非金属工具将干燥后的物料加入石墨坩埚被经自动化推板窑炉烧结，窑炉通入氮气，炉膛压力维持20—40Pa，炉膛进口温度至出口温度为320℃—765℃。烧结窑炉内部氧气浓度保持在50PPM以下，窑炉推进循环速度为35分钟左右。窑炉前体为烧结，后部为冷却，进口氮气值保持在60m³/h。

粉碎工序：分级粉碎值应在36Hz，震动频率在42Hz，引风机电机频率在45Hz左右。

今日之光：磷酸铁锂，未来出路在哪里？

磷酸铁锂，由锂矿、磷矿、铁矿经提炼、化学反应合成。它是今日之光磷酸铁锂电池的正极材料，其能量密度低于三元锂电池，安全性较高。目前广泛应用于新能源汽车（比亚迪、特斯拉等）、储能电池等领域。

在2021年前，动力电池领域三元锂电占据上风，由于三元锂电安全问题以及比亚迪等磷酸铁锂电池能量密度提升，使得磷酸铁锂电池市场飞速发展。

看似朝阳行业，其实暗藏危机。1、磷酸铁锂主要原材料碳酸锂，由10万元/吨涨至50万元/吨；这也是车企哭诉电池厂赚走新能源汽车的利润，电池厂也没能挣到钱的主要原因；并且锂源近60%是进口，也是被卡脖子的地方。2、磷酸铁锂供需情况，根据各大磷酸铁锂厂家在2022年可达到120万吨的产能，并在2023年产能持续增加，2023年下半年基本能够释放150万吨/年产量的产能；而预计2023年新能源汽车以及储能电池需求量约为100万吨/年，从而进入供大于求的局面。3、钠离子电池、全钒液流电池在储能电池领域的发力，对磷酸铁锂电池在储能领域的扩张造成冲击。

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