需求内容：

1. 需求解决的技术问题

磷酸铁锂（LFP）正极材料目前主要的创新和升级方向是能量密度、耐低温等方面的性能提升，在能量密度、耐低温性能提升上，大量研究通过离子掺杂、表面包覆、形貌控制、添加补锂材料等方式提高其输出功率以及低温下的能量密度和使用寿命，而提高压实密度则是提高能量密度的有效手段。本项目拟以固相法为基础，进行高压实磷酸铁锂产品改性技术及迭代产品开发，探索技术产业化放大中的问题，寻找解决路径。

2. 技术需求提出背景及技术应用领域

宜宾天原锂电新材有限公司（简称锂电新材），由国有上市公司天原集团于2021年12月独资设立，公司注册资本一亿元，目前正投建年产10万吨固相法磷酸铁锂正极材料项目，项目总投资23亿元，其中固定资产投资12亿元，共计占地232亩。项目一期2.5万吨产能，预计2023年3月投产。为配合项目建设，满足新产品、新技术研发以及工艺优化需求，不断提升产品竞争力，公司拟基于固相工艺开发以铁法磷酸铁为前驱体的高能量密度、压实密度磷酸铁锂正极材料制备、改性及其产业化应用研究项目。

磷酸铁锂是主流的锂离子正极材料之一，其具有低成本、环保、安全性好、循环寿命长等优点，特别适合于新能源汽车动力电池、储能电池等应用领域。目前在锂离子电池正极材料行业，磷酸铁锂占主导地位。汽车、新能源轮船、二轮车等动力型电池，通信基站备用电源、大型削峰填谷储能电站、风光发电储能电池等储能型电池等新的应用领域对磷酸铁锂电池提出了更高能量密度和低温性能要求。目前普遍的磷酸铁锂合成路线是磷酸铁和碳酸锂为原料的固相法，但生产过程中存在放出气体多，造成颗粒大而且疏松、不均匀，普遍存在压实密度低、低温性能差等问题。为持续提升产品竞争力，公司提出高压实、高能量密度磷酸铁锂产品改性技术及迭代产品开发的技术需求，拟通过材料结构塑型和粒径极配等方式，开发低成本、简便制备高压实磷酸铁锂。

3. 技术难点

随着国家补贴政策的取消，磷酸铁锂电池因其成本优势，市场占有率获得明显提升，然而随着消费者对其续航里程的要求越来越高，对于高压实磷酸铁锂的需求也越来越多，要求磷酸铁锂的压实密度达到2.5g/cm3以上，而磷酸铁锂压实密度低、实际比容量低是其相对于三元材料的一大短板。

目前在提高LiFePO4压密度的研究方面取得了一定的进展，但还存在一些问题。LiFePO4的形貌和粒度控制工艺通常很复杂，要想稳定大批量制备具有特定形貌和粒径分布的材料存在一定的难度。且不同的制备工艺，不同的原料对LiFePO4的压实密度也有很大影响，因此需要继续探索出简单、低成本且能控制LiFePO4材料的形貌和粒径分布的制备方法。

4. 主要技术经济指标

以固相法为基础，提出Fe法磷酸铁前驱体为原料开发高压实密度磷酸铁锂正极材料的工艺方案；材料性能指标材料比表面积15-25 m2/g，振实密度>1.2 g/cm3，压实密度>2.55 g/cm3，材料形貌均一无结块，0.1C首次放电容量> 152 mAh/g，效率>95%，放电电压平台大于3.2 V，能量密度大于485 Wh/kg。

现有基础：

1. 开展的工作

（1）进行磷酸铁锂、磷酸铁研发小试平台的建设； 

（2）投资建设吨级（定产300公斤/d）磷酸铁锂正极材料中试线；

（3）分两期投资建设10万吨磷酸铁锂工业产线。

2. 所处阶段

我单位的小试实验基本搭建完成；中试平台正在建设中，预计2022年9月建成；已开展部分磷酸铁前驱体合成、磷酸铁锂产品合成的实验研究，目前正积极寻求与高校、科研院所等外部团队合作。

3. 投入资金和人力

揭榜挂帅课题拟投入资金200万元，配备技术研发人员5-10人。

4. 仪器设备

磷酸铁锂及磷酸铁小试平台具备仪器如下：

小试平台仪器设备

磷酸铁锂吨级中试线具有的设备有：砂磨机、喷雾干燥机、轨道窑、气流粉碎机、包装机器。

5. 生产条件

10万吨磷酸铁锂生产线采用的是行业最先进的成熟化、大型化、自动化、集约化、低成本的规模化量产线技术—固相法工艺技术路线，一期建成可年产2.5万吨磷酸铁锂正极材料，预计于2023年3月建成投产；项目二期建成可年产7.5万吨磷酸铁锂正极材料，预计2023年底至2024年初建成。

产学研合作要求：

国家和省属重点高校和在新能源正极材料尤其是磷酸铁锂相关领域有丰富经验的科研院所及其团队。相关团队在磷酸铁锂领域具备五年以上的科研或技术开发经验，考虑技术交流和现场服务的便捷性，优先考虑中国西南片区尤其是川渝地区的高校和科研院所

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