高性能纳米磷酸铁锂绿色大规模制备工艺实现突破

近日，中科院金属研究所王晓辉研究员课题组与南京航空航天大学朱孔军教授合作，采用微波水热合成法在纯水的合成环境中高效制备出纳米磷酸铁锂（LiFePO4），实验结果表明其具有优异的电化学性能。

科研人员在深入理解纳米磷酸铁锂形核生长机制的基础上，通过减小形核窗口时间来增大形核速率，制备出迄今为止产率最高的纳米磷酸铁锂：在0.1C（对应电流密度为17毫安/克）倍率下放电比容量为167 毫安时/克，3C倍率下充/放电循环1000次后，仍能保持初始容量的88%，可满足大规模储能需求。同时，利用沉淀剂将滤液中最有价值的氢氧化锂（LiOH）回收再利用，锂源的有效利用率超过了90%，大幅度降低了生产成本。相关结果近日发表在《绿色化学》(2018, 20, 5215-5223)杂志上。

锂离子电池作为电池技术发展的首选，正极材料是决定电池性能的关键部件之一。纳米磷酸铁锂作为正极性材料具有显著的竞争优势，2017年纳米磷酸铁锂电池实现装机16.33千兆瓦时，占比48.68%，位居各类锂电池首位。此前报道的制备纳米磷酸铁锂多采用溶剂热法，产物具有良好的电化学性能，但该法的产率低、成本过高，无法实现规模化生产。与溶剂热法相比，水热法制备纳米磷酸铁锂成本较低，但是产物电化学性能差。而且，两种制备方法锂源的有效利用均不超过三分之一。

专家表示，此次金属研究所率先实现高性能纳米纳米磷酸铁锂在纯水的合成环境中的绿色高效合成，将有力推动其规模化生产。

（经济日报 记者：沈慧 责编：胡达闻）