科创中国
纳米磷酸铁锂超临界溶剂热合成及其改性技术与装备项目
发布时间: 2023-04-24
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利
行业领域：
电子信息技术
成果介绍
当前商业磷酸铁锂存在倍率性能差、低温性能差等问题，并且由于高温固相法等传统磷酸铁锂制备技术的本征缺陷，产品批次稳定性较差。这些问题严重制约了电动汽车的使用条件。基于本团队及国内外研究机构的大量研究表明：将磷酸铁锂正极材料纳米化可有效改善磷酸铁锂电池倍率性能与低温性能，并提高电池充电速率10倍以上。
磷酸铁锂电池市场需求大、应用广泛，但传统制备技术所得产品无法满足未来市场对正极材料的性能与成本要求。本项目采用超临界溶剂热合成技术制备纳米磷酸铁锂，具有环境友好、产品粒径小、性能高、批次稳定性好等优势。本团队针对该技术在国内率先开展了相关工业化应用研究，开发了快速升温及冷却、防团聚等关键技术，已形成具有完全自主知识产权的核心技术与工艺方案，处于国内领先地位。
本项目拟首先建成纳米磷酸铁锂小型生产装置，验证技术可行性并进行技术迭代升级，后续扩大生产规模，向市场提供相比当前产品成本相近、性能显著提升的正极材料。
成果亮点
超临界溶剂可形成均相体系，反应传质阻力减小，反应速率极快（反应时间≤10 s），相比传统制备技术提高4个数量级；
磷酸铁锂在超临界溶剂中的溶解度低，成核率高，可形成粒度分布均匀的超细微粒（40~100 nm)，粒径仅为传统技术产物1/20~1/40；
可通过控制过程参数定向调控粉体晶粒尺寸和形貌（球状、棒状），且产品批次稳定性好；
可在磷酸铁锂合成反应过程中对其进行原位金属离子掺杂、高导材料包覆等改性手段。
反应空间密闭，以水或乙醇等为介质，是一种绿色环保的纳米粉体制备技术。
超临界溶剂热合成技术从实验室规模走向工业化规模，其关键瓶颈是流体快速升温技术、粒径控制技术及防团聚技术等技术。本团队创新性开发了应用于超临界溶剂介质的水力旋流脱盐设备和强力输-排盐技术、反应后流体急冷技术、粒径控制技术，突破性攻克了产物粒径控制、产物分离与系统中固体无机盐连续脱除的技术难题，解决了实验室小试装置放大过程中所面临的关键问题。
团队介绍
宁波市软件行业协会成立于2001年8月3日，是由宁波市内从事软件与信息服务研发、销售、科研等相关企事业单位自愿组成的行业性、非营利性的社会团体。协会接受社团登记管理机关宁波市民政局的监督管理，同时也接受产业主管部门宁波市经济和信息化局的业务指导。
成果资料
产业化落地方案
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