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正极材料是电池材料中规模大、产值高的环节,对电池的能量密度及安全性能具有主导作用。近年来,得益于新能源汽车的发展,我国锂电池正极材料出货量快速增长。中商产业研究院发布的《2023-2028年中国锂离子电池正极材料行业市场前景预测及未来发展趋势研究报告》显示,2022年,中国锂离子电池正极材料出货量为194.7万吨,同比大幅增长77.97%。中商产业研究院分析师预测,2023年我国锂电池正极材料出货量将达229.1万吨,2024年将进一步增长至260.2万吨。
随着便携式电子设备、电动乘用工具、储能等行业的快速发展,迫使锂离子电池具有更指标。然而,犹如水桶效应,锂离子电池的性能短板在于正极,因此,正极材料的设计和开发是目前的研究。传统锂离子电池正极材料主要包括氧化物和聚阴离子两大类。其中,氧化物正极如钴酸锂等具有过渡金属和氧负离子两种氧化还原电对
因此容量较高,然而,氧负离子的电化学反应不稳定,易产气及导致正极结构坍塌,从而引起电池失效和严重的安全事故。聚阴离子型正极如磷酸铁锂,由于聚阴离子作为结构骨架显著改善了材料的结构稳定性,但聚阴离子作为非活性成分降低了整体能量密度。因此,如能开发出一种新型正极材料,将两种反应机理的优势有效结合到一起,将有望同时实现高安全与高能量密度的双高要求。
采用原位拉曼光谱及碳、氧的同步辐射近边吸收边结构验证了草酸根阴离子基团的可逆变化;进一步的理论计算给出了该新型正极材料的电化学反应机理。该研究发现了具有阴阳离子双重电化学活性的新型聚阴离子正极材料,对研发基于多电化学活性中心的二次电池正极材料具有重要指导意义。
作为近年来快速成长的锂电正极材料行业新星,丰元股份在破解上述发展问题上给出了自己的思路。公开资料显示,丰元股份2022年底正极材料产能将达14万吨(磷酸铁锂12.5万吨、高镍三元1万吨、普通三元0.5万吨),相较于2021年的1.7万吨产能,同比增长超7倍。到2025年,公司规划正极材料及配套产能将迅速扩大到70万吨,这其中除了正极材料规划产能增加至35万吨(磷酸铁锂30万吨、高镍三元4.5万吨、普通三元0.5万吨)外,还将在上游规划新增配套项目产能35万吨(磷酸铁30万吨、碳酸锂5万吨)
同时,得益于草酸化工领域的丰富经验,该公司在工艺流程、数智化生产、质量管控等方面具备很强的精细管理和过程控制能力,不断强化自身在产品稳定性、规模化生产和成本控制方面的优势。目前,其正极材料产品已得到三十余家电池厂商认证,与比亚迪、鹏辉能源、远东电池等行业头部电池企业建立起稳定合作关系,在2021年比亚迪(弗迪)公司正极LFP类物料综合质量评比中排名。