【原创】寻找“中国好粉材”之德方纳米高性能磷酸铁锂


来源:中国粉体网   青黎

[导读]  寻找“中国好粉材”之德方纳米高性能磷酸铁锂

中国粉体网讯 



【编者按】粉体材料工业属于支撑国民经济发展的基础性产业和赢得国际竞争优势的关键领域,近些年,国内粉体材料工业转型升级成效显著,综合实力稳步增长,国际竞争力持续增强,一些企业长期专注于粉体材料领域、生产技术工艺国际领先、从而成为全球细分市场领导者的典范,有效改善了国内高端粉材的紧缺局面,提升了核心工艺技术与装备的自主可控水平以及关键战略资源的保障能力。中国粉体网通过寻找“中国好粉材”这一活动,以期促进相关企业更好发挥示范作用,引领中国粉体工业的发展,并让“好粉材”发出它们更大的光彩。


 

“动力+储能”双管齐下,磷酸铁锂市场空间广阔


 

近年来,全球生态环境问题日益突出,全球气候变暖等问题亟待解决,国内提出了碳排放在2030年前达到峰值,在2060年前实现碳中和的目标。随着全社会的清洁能源发展趋势日渐明朗,特斯拉、奔驰等品牌汽车及储能行业厂商日益重视磷酸铁锂正极材料的应用。磷酸铁锂在动力电池和储能电池行业迎来广阔的发展空间。对于磷酸铁锂正极材料来说,2022年可谓是爆发的一年,2022年全年磷酸铁锂产量约103万吨,较2021年产量增长129%。截至1月底,国内已投产磷酸铁锂产能达到227万吨/年。


 

磷酸铁锂正极材料


 

磷酸铁锂正极材料具有稳定的工作电压(3.2V)、较高的比容量(170mAh/g)、较长的循环使用寿命(≥2000次)、污染小、化学稳定性好、原材料丰富(电池成本低于三元)等优势,综合性价比优势突出。同时磷酸铁锂在全充电状态下具有良好的热稳定性、较小的吸湿性和优良的充放电循环性能,整体性能较为稳定。


 

目前制备磷酸铁锂的方法主要分固相法和液相法,固相法包括高温固相法、碳热还原法,液相法包括水热法、溶胶-凝胶法。高温固相法是目前研究最成熟的,工艺简单、设备成本较低,较为适合大规模工业化生产。液相法物相均一,过程简单,但液相法由于对生产条件控制的要求较高,工艺复杂,设备造价高,其产业化难度大于固相法。


 

德方纳米:国内领先的纳米磷酸铁锂供应商


 

深圳市德方纳米科技股份有限公司是国内领先的纳米磷酸铁锂供应商。当前的主要产品为纳米磷酸铁锂等磷酸盐系正极材料,其核心产品纳米磷酸铁锂广泛应用于新能源汽车、储能、3C等领域。


 

公司是国内唯一一家采用“液相法”生产磷酸铁锂的企业,产品循环性能优异更适用于储能领域,是宁德时代磷酸铁锂储能电芯正极材料一供,同时进入特斯拉储能系统MegaPack供应链,随着国内外光伏电站建设成本降低,公司产品受益于大储市场爆发。


德方纳米部分产业布局


 

公司高度重视标准化工作,是全国纳米技术标准化技术委员会纳米储能技术标准化工作组秘书处挂靠单位,多次主导及参与纳米储能领域的标准制修订工作。截至目前,公司主导及参与各级标准制定项目39项,其中国际标准4项(已发布3项)、国家标准23项(已发布15项)、行业标准2项(已发布1项)、地方标准1项(报批中)、团体标准9项(已发布6项)。此外,公司还被评为研发与标准化同步示范企业,多次荣获深圳市标准奖(2015年、2019年、2020年、2022年)等荣誉,品牌的科研实力和发展潜力愈发强劲,是行业内当之无愧的龙头企业。


 

液相法铸就纳米磷酸铁锂,产品性能优势突出


 

德方纳米拥有的“自热蒸发液相合成法”属全球首创,通过将原料锂源、铁源、磷源和辅料混合后即可自发反应,反应放热后快速蒸发水分而自动停止反应,得到纳米磷酸铁锂的前驱体,而后在烧结过程中加入碳源,进行两次的高温分解,得到非连续的石墨烯包覆磷酸铁锂颗粒。该工艺具有能耗低、产品性能优、批次稳定性好、生产成本低的特点,技术壁垒较高。


德方纳米(液相法+硝酸铁)


 

除了“自热蒸发液相合成纳米磷酸铁锂技术”,公司还拥有“非连续石墨烯包覆技术”、“离子掺杂技术”、“纳米化技术”、“涅甲界面改性技术”、“离子超导技术”等技术,能够将磷酸铁锂的一次颗粒的一维平均粒径控制在纳米量级,比容量平均达到155mAh/g,通过高导电、非连续多层石墨烯结构包覆层新技术有效提高了材料的导电性能,体积电阻率小于3Ωcm,显著提高锂离子电池的充放电倍率性能和低温充放电性能,提高锂电池安全性并增加循环使用寿命。

公司DY-1型号产品低温性能与存储性能优异,还具有良好的循环性能,循环次数超过8000次,远超同行3000-5000次水平;DY-3和DF-5是公司高压实高容量产品,倍率性能优异,还具有高比容量、低电阻等优点,适用于动力领域。

 

 

公司DY-1、DY-3、DF-5产品SEM图像


 

延续优势,磷酸锰铁锂领跑行业发展


 

磷酸锰铁锂是在磷酸铁锂的基础上添加一定比例的锰而获得的新型正极材料,相比于磷酸铁锂,磷酸锰铁锂具有更高的能量密度,可以在其基础上提升15~20%;且能降低电池成本,降低电池包整体成本10%~15%;此外,还可以提高续航里程,实现车端续航里程600-800km;而低温性能的提升也能满足高纬度地区新能源汽车对续航里程的要求;保留了磷酸铁锂高安全性、低成本的竞争优势。此外,磷酸锰铁锂较三元材料安全性更强、成本更低,有望替代中镍三元材料。


 

 

德方纳米  新型磷酸盐系正极材料


 

公司拥有7项磷酸锰铁锂相关专利,在行业中处于领先地位。公司延续独家首创的“液相法”优势,运用“涅甲界面改性技术”和“离子超导技术”等核心技术,有效解决了磷酸锰铁锂导电性能与倍率性能差的难题,率先打开了磷酸锰铁锂产业化应用的空间。


2022年9月,公司曲靖德方年产11万吨磷酸锰铁锂系正极材料生产基地项目正式建成投产,是目前全国已建成投产最大单体产能的磷酸锰铁锂正极材料项目。1月16日,在公司发布投资者关系活动记录表,其中提到,年产11万吨磷酸锰铁锂项目正在进行产能爬坡。


据中金公司预计,磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂和三元5系的潜在替代材料,预计到2025年,在电动车领域磷酸锰铁锂对磷酸铁锂替代需求将达到56GWh,与三元复合搭配需求将达到28GWh,总体需求量约为84GWh。


结语


正极材料是锂离子电池四大主材中成本占比最高的部分,对锂离子电池的性能产生直接影响,是新能源行业高新技术发展的重点之一。作为全球锂电池正极材料的行业领军者,德方纳米在2008年就成功开发出纳米磷酸铁锂,以良好的充放电循环性能、高耐热的安全性能、以及较大的成本优势迅速占领市场,成为国内第一家将纳米技术应用到电池正极材料领域的企业。依托纳米磷酸铁锂搭建起市场护城河的同时,德方纳米还相继开发出磷酸锰铁锂、补锂剂等驱动行业革新的新型锂电材料,为行业注入新的革新力量,引领世界新能源电池往更强性能、更高安全、更低碳环保的方向迈进。


参考资料:
西部证券:技术壁垒深厚,新产品打开新成长空间
西部证券:德方纳米2022年度业绩预告点评,业绩超预期,锰铁锂和补锂剂有望放量
华创证券:业绩大超预期,规模效应逐步显现
SMM钴锂新能源:德方纳米年产11万吨磷酸锰铁锂项目已投产
电池工业网:磷酸铁锂正极材料1月项目汇总!
盖世汽车社区:2023年,磷酸铁锂真的要“锰”起来了
金基研:湖南裕能:双碳背景下磷酸铁锂市场需求旺盛 国内磷酸铁锂出货量排名居首
中国粉体网粉体大数据研究:《中国磷酸铁锂材料企业汇编(2022-2023版)》
 深圳市德方纳米科技股份有限公司官网、德方纳米公众号等


【寻找“中国好粉材”活动简介】
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(中国粉体网编辑整理/青黎)

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