萬鵬時代推出低溫倍率型新品！磷酸鐵鋰改性策略有哪些？

據“宜賓融媒”消息，宜賓萬鵬時代科技有限公司正試生產一款WF05低溫倍率型正極材料產品，它能夠在零下20度的低溫下，實現容量保持率達75%以上，而常規的鐵鋰電芯在這一溫度下只有35%至45%左右，低溫下容量保持率越高，表明電池的穩定性越好。據了解，WF05低溫倍率型產品目前經過試生產，已經進入產品評測階段，計劃在2024世界動力電池大會期間實現批量生產。

圖源：宜賓融媒

據悉，宜賓萬鵬時代科技有限公司是動力電池全產業鏈上游的一家企業，專業從事磷酸鐵鋰正極材料研發、生產、銷售與服務。通過將磷酸鐵、碳酸鋰、葡萄糖等組成的原材料，經過砂磨、噴霧、燒結、氣碎等工序，產出磷酸鐵鋰正極材料。

根據最新數據，2024年上半年磷酸鐵鋰電池的產量達到了302GWh，同比增長超過60%。其中6月份磷酸鐵鋰鐵鋰電池產量達63.8GWh，這一數據不僅遠超去年同期水平，也創下磷酸鐵鋰電池產量新高。

磷酸鐵鋰改性策略

磷酸鐵鋰（LiFePO₄）作為鋰離子電池的關鍵正極材料，雖然具有理論比容量較高、工作電壓穩定、結構穩定、循環性好、原料成本低和環境友好等諸多優點，但其離子擴散速率低和導電性能差的問題一直是制約其倍率性能和低溫性能提升的關鍵因素。為了克服這些挑戰，科研工作者們提出了多種表面改性策略，主要包括以下幾個方面：

表面包覆技術：用導電物質包覆LiFePO₄材料是提高其倍率和低溫性能的重要措施，可以有效填補材料在生長過程中形成的裂紋和缺陷，降低離子的擴散阻力，從而提高其倍率性能和循環壽命。常見的包覆材料包括碳材料（如石墨烯、無定形碳等）、金屬或金屬氧化物（如CeO₂、V₂O₃等）以及離子導電材料。

正極補鋰技術：在磷酸鐵鋰正極材料中添加補鋰材料，電池在充電過程中補鋰材料發生分解釋放過量鋰，補償負極生成SEI膜造成的不可逆鋰損失。補鋰材料通常具有補鋰能力強、易于合成、穩定性強和成本低廉等特點，常見的磷酸鐵鋰正極補鋰材料有Li₂O、LiF、Li₃N和Li₂S等。

離子摻雜改性：通過在磷酸鐵鋰晶格中摻雜某些導電性好的金屬離子（如Co、Mn等），可以降低Li⁺沿一維路徑擴散的阻力，改善材料的循環性能和倍率性能。離子摻雜可分為Li位摻雜、Fe位摻雜、O位摻雜及Li、Fe位共摻雜等多種形式，根據摻雜離子的種類和數量，又可分為單離子摻雜、雙離子摻雜和多離子摻雜。

納米化技術：制備納米級別的磷酸鐵鋰有助于縮短鋰離子擴散路徑，改善材料在大電流下的放電性能。然而，納米化也會帶來一些缺點，如降低材料的振實密度和增加團聚的可能性。因此，在實際應用中需要權衡利弊，尋找最佳的納米尺寸和形貌。

不過，很多情況下，單一改性方式并不能很好地實現LiFePO₄整體性能的提升。許多研究是將幾種改性策略的優勢相結合，制備出電化學性能更為優異的正極材料。

磷酸鐵鋰在商業領域有著很廣闊的應用和發展前景，相信未來經過科研者們的共同努力，LiFePO₄正極材料的進一步性能提升能夠最大化地滿足人們生產生活的需求。

參考來源：宜賓融媒、馮曉晗等《磷酸鐵鋰正極材料改性研究進展》

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