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磷酸鐵鋰由2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者John.B. Goodenough教授于1997年首次發(fā)現(xiàn)后,，經(jīng)過科學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界20多年的不解努力,，已經(jīng)成為當(dāng)下最主流的鋰離子電池正極材料之一，被廣泛應(yīng)用于動(dòng)力電池和儲(chǔ)能領(lǐng)域,。2023年實(shí)際出貨量已經(jīng)達(dá)到160萬噸的規(guī)模,，在整個(gè)國內(nèi)的正極材料市場(chǎng)滲透率接近70%。

當(dāng)下磷酸鐵鋰生產(chǎn)工藝已經(jīng)非常成熟,，細(xì)分起來主要有液相法,、固相法兩種,。液相法則具有物相均勻、粒徑分布窄等優(yōu)點(diǎn),，但是工藝稍復(fù)雜,，規(guī)模化生產(chǎn)難度大,，同時(shí)面臨的安全,、環(huán)保壓力比較大；固相法具有工藝簡(jiǎn)單,、易于規(guī)?；a(chǎn)，同時(shí)產(chǎn)品壓實(shí)密度高,，電性能優(yōu)良,，是目前最主流的生產(chǎn)路線。

當(dāng)前最成熟的固相法工藝：

主要原材料：磷酸鐵,、碳酸鋰,、葡萄糖；

主要設(shè)備：砂磨機(jī),、噴霧干燥塔,、輥道窯,、氣流粉碎磨,；

核心工藝步驟：原材料經(jīng)砂磨機(jī)納米分散后，進(jìn)入噴霧干燥塔除水造粒,，然后進(jìn)入輥道窯高溫?zé)Y(jié),，最后經(jīng)氣流粉碎磨粉碎到一定粒度后過篩包裝得到成品。詳細(xì)步驟如下：

該工藝設(shè)備成熟度高,、自動(dòng)化程度高,，產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠，已經(jīng)經(jīng)過市場(chǎng)充分驗(yàn)證,，為絕大多數(shù)磷酸鐵鋰廠家使用,。

但是細(xì)究起來尤其相比于錳酸鋰、鈷酸鋰等傳統(tǒng)鋰電正極材料,，仍然存在工藝復(fù)雜,，高能耗環(huán)節(jié)多、生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn),。

以錳酸鋰生產(chǎn)工藝為例：

原材料：EMD,、碳酸鋰

主要設(shè)備：混料機(jī)、輥道窯,、機(jī)械磨

核心工藝步驟：原材料經(jīng)混料機(jī)混合后,，進(jìn)入輥道窯高溫?zé)Y(jié),，然后機(jī)械磨粉碎到一定粒度后過篩包裝得到成品。主要工藝步驟如下示：

由上可以看出,，相比而言,，磷酸鐵鋰相比于錳酸鋰工藝步驟多出砂磨、噴霧造粒二步,，帶來的問題是：生產(chǎn)效率低,、高能耗步驟多，高價(jià)值設(shè)備多,，固定資產(chǎn)投入大,，投資收益率也相對(duì)降低。

鋰電正極材料作為一個(gè)大類,，目前商業(yè)化成熟的主要鈷酸鋰,、錳酸鋰、三元材料,、磷酸鐵鋰四種,。除磷酸鐵鋰外，其余三種都遵循簡(jiǎn)單的干法混料再燒結(jié)這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的合成路線,。而鈷酸鋰,、錳酸鋰、三元材料也都是經(jīng)過多年的市場(chǎng)充分驗(yàn)證,，無論從產(chǎn)品性能還是穩(wěn)定性,、一致性上都沒有問題，因此完全有理由認(rèn)為磷酸鐵鋰也不應(yīng)該例外,。由此我們推斷當(dāng)下砂磨+噴霧的這么一套主流工藝可能不是最優(yōu)技術(shù)路線,，或者說不是最終的技術(shù)路線。

據(jù)了解,，江蘇優(yōu)安時(shí)電池材料有限公司的吳雪峰團(tuán)隊(duì)采用了一種自研的干法混合設(shè)備,，摒棄砂磨機(jī)、噴霧干燥塔,、氣流粉碎磨等高耗能,、高價(jià)值設(shè)備，在業(yè)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了全干法的磷酸鐵鋰生產(chǎn)路線,。該技術(shù)參考了錳酸鋰的生產(chǎn)工藝：把原材料進(jìn)行簡(jiǎn)單干法混合后直接燒結(jié),，而后進(jìn)行機(jī)械破碎，最后過篩包裝,。

該工藝單噸磷酸鐵鋰生產(chǎn)能耗可控制在1200度電左右,，相比于現(xiàn)有主流生產(chǎn)工藝的5000度電，單噸能耗降低了70%以上,。并且每萬噸建設(shè)投入由1億左右降低到3000萬左右,。產(chǎn)品性能上相比于現(xiàn)有市場(chǎng)上的產(chǎn)品也毫不遜色,，極片壓實(shí)最大可超過2.7g/cm3，克容量可達(dá)到160mAh/g左右,。

江蘇優(yōu)安時(shí)目前已經(jīng)建立了年產(chǎn)5000噸的產(chǎn)線,，并實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和銷售，初步驗(yàn)證了前文中的推斷,，磷酸鐵鋰生產(chǎn)工藝存在更優(yōu)技術(shù)路線,。時(shí)代車輪滾滾向前，技術(shù)進(jìn)步永不停歇,。市場(chǎng)永遠(yuǎn)需要更高效,、節(jié)能的技術(shù)，更質(zhì)優(yōu),、價(jià)廉的產(chǎn)品,。再整個(gè)新能源行業(yè)內(nèi)卷到極致的情況下，下一代的磷酸鐵鋰生產(chǎn)技術(shù)呼之欲出,。