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磷酸铁锂仍是性价比最高、综合性能最好的锂电池材料——访上海电力大学王保峰教授

2025年11月26日,由中国粉体网主办的“2025高压实磷酸(锰)铁锂技术大会”在江苏常州隆重召开。本次大会围绕高压实磷酸(锰)铁锂生产工艺优化、突破压实密度极限的材料设计创新、锰溶出问题的终极解决方案及从实验室到量产的全链条工艺优化等议题展开深入交流和探讨!会议期间,中国粉体网特别邀请到上海电力大学的王保峰教授做客“对话”访谈栏目。



中国粉体网:王教授,从数据来看,磷酸铁锂电池的装车占比超80%,未来是否会完全取代三元锂电池?


王教授:关于这个问题我是这么考虑的,从目前装车用的动力电池大规模应用以后的趋势来看,应该是替代甚至是完全替代三元材料是一种趋势,但是这种趋势也和我们新的技术发展相关,就目前来说,固态电池技术进步也非常快,所以在对能量密度和安全性更高要求的下一代电池里面,可能会有部分被固态电池所取代。但整体来说,最近三年内我认为磷酸铁锂电池的市场会进一步地扩大。在三年以后,可能在长续航车的领域,三元电池会逐渐被固态电池取代一部分。


中国粉体网:从多家上市企业透露的消息来看,其磷酸铁锂产品结构已向高压实方向优化升级,您如何看待这一现象?


王教授:实际上高压实产品我们主要看它的一些应用领域,比如车用动力电池方面,为了提高续航里程,企业的研究方向主要是提高电池的体积能量密度,这是因为车里面给电池的空间有限,在磷酸铁锂比容量等指标都即将达到理论极限的情况下,要想提高电池的体积能量密度,提高压实密度是最重要的,也是最有效的一种方式。


在储能领域,低温地区可能还要考虑电池的低温性能,如果是调频的,还要考虑它的倍率性能。这些,对体积能量密度要求不高,对压实密度要求不高,但是低温或者倍率性能比较高的领域,非高压实磷酸铁锂电池还是存在一些市场的。


所以,总体来说,应该是视磷酸铁锂电池的应用领域而定,如果在动力电池领域,目前向高压实方向优化升级是一种最有效的技术迭代方向。


中国粉体网:提高磷酸铁锂压实密度的主要途径有哪些?


王教授:这个问题,我在会议上做的报告也讲到了,实际上对于提高压实密度来说,从材料本身来讲最主要的就是把磷酸铁锂材料颗粒中的空间用更多的材料去填充。所以,材料的颗粒级配是非常重要的一个参考方向。目前,从材料本身的制备、电极加工等过程中都需要参考颗粒级配,能够提高磷酸铁锂材料的压实密度。


我的报告中是从另外的角度提高压实,极片在压的过程中,颗粒之间的空隙是一个小颗粒体填充,另外颗粒在压的过程中还会出现位移,那我们可以以此为研究方向,让颗粒在压的过程中容易产生流动,从而实现填充颗粒空隙。所以我们从力学分析的角度,包括做颗粒的球形化,另外从碳源中借鉴了固体润滑领域的要求和经验,我们除了常规的葡萄糖之类的有机碳转化来的碳,还加了一定量的纳米化石墨颗粒在里面,这样在它加工过程中容易实现颗粒的滑移,形成更好地填充。我们是从球形化和固体润滑的角度,采用了一些其他的策略,有一定的效果,大概规模应用还要进行下一步的验证。从压实来说,我觉得目前的大家采用的颗粒级配等一些方法是非常有效的,但是在快达到它极限的情况下,那我们要考虑如何在电极制备过程中让颗粒能够容易产生位移,从这种压实角度采取一些方案。


中国粉体网:高压密磷酸铁锂材料的未来发展前景如何?


王教授:目前,磷酸铁锂还是性价比最高、综合性能最好的一种锂电池材料,所以在动力电池中的应用的比较广泛,再进一步发展,就是在磷酸铁锂材料性能保证不变的情况下提高压实密度,这在动力领域是最主要的一个方向,即提高磷酸铁锂的体积能量密度等方面。


发展前景方面,现在高压实材料,报道中已经做到2.7g/cm3以上,然后再往上提升就越来越接近它的极限,这种情况下,我认为提高压实密度,不仅要从材料本身,还要采用其他的方式开发新的路径。如果继续从材料本身提高压实密度,可能会造成材料成本的上升,牺牲磷酸铁锂材料的性价比优势。像我们之前在做磷酸铁锂材料时候,包括现在大家用二次烧结工艺虽然能提高压实密度,但是这种方法会使产品的材料价格提高,那么我们需要寻找新的方向进行突破。这是我的一点个人看法。


中国粉体网:目前日韩等海外企业也开始布局磷酸铁锂电池,是否会对我国磷酸铁锂电池的出口有影响?


王教授:目前,我觉得从磷酸铁锂材料来说,我们国家可以说是在世界上是断崖式的领先,在产业方面,前几年日韩企业尤其是韩国很多企业到国内来考察,甚至通过设备供应商等途径学习我们的技术,但整体来说,日韩要追赶中国磷酸铁锂产业,不管是从材料技术还是从装备以及整个产业链,它们是三两年是很难追赶的,所以我感觉对外出口方面最大的风险或者最大的竞争不一定是在日韩的技术竞争方面,而是很多政治因素的影响可能比较大。


中国粉体网:感谢王教授接受我们的采访!

2025-12-17

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