关键词： 磷酸铁锂电池   回收   预处理   循环再生   产业化  

摘要： 磷酸铁锂（LiFePO4）电池因其良好的循环性、高安全性、低成本在电动汽车和储能领域得到广泛应用，市场保有量的持续增加引发了对废旧LiFePO4电池循环利用的更多重视；然而LiFePO4自身的价值属性不突出、综合回收技术壁垒偏高，导致废旧LiFePO4电池的高值回收仍是LiFePO4电池循环利用的关键问题。本文总结了LiFePO4电池的退役路径和再生利用路径，从预处理、资源再生两方面梳理了LiFePO4正极废料再生利用的研究进展，得出了直接再生更具应用潜能但仍处于技术初步研究阶段、间接再生适合原料复杂性较高或需要高价值资源储备情况的基本判断。着眼LiFePO4正极废料再生利用产业化发展，识别出发展前提、发展关键、发展保障3个方面的产业化重要因素，展示了LiFePO4全组分短程再生利用技术及其万吨级生产线应用案例。进一步阐述了退役电池残能检测、智能化拆解预处理、正极废料直接再生等LiFePO4电池循环利用技术的发展趋势，原料来源及使用状况复杂、多种金属杂质精深脱除、正极材料更新换代等LiFePO4电池循环利用技术的应用挑战，提出了规范管理并顺畅回收渠道、加快关键技术攻关与应用转化、加强宣传和推广力度以提高市场接受度等发展建议，以畅通LiFePO4电池从基础研究到产业化的创新路径，促进LiFePO4电池循环利用及关联产业绿色发展。

关键词： 废旧磷酸铁锂电池   回收利用   混合浸出   响应曲面法   喷雾干燥法  

摘要： 从废旧磷酸铁锂(LiFePO4)动力电池中回收有价金属，实现其资源化利用是当前亟待解决的问题。本研究提出磷酸-酒石酸混合浸出体系，对废旧LiFePO4的全组分浸出回收工艺进行研究。通过单因素实验结果得到浸出条件的大致范围，再采用响应曲面法对不同浸出条件进行优化得到最佳浸出工艺。结果表明：在磷酸浓度为3.1 mol/L、酒石酸浓度为1.3 mol/L、液固比6.8:1、搅拌速度500 r/min、反应温度65℃下反应5 h，Li和Fe的浸出率分别为97.55%和98.67%。实验结果表明，酒石酸可以与磷酸浸出释放的Fe3+进行络合，混合酸的协同作用几乎将废料中所有的Li、Fe都浸出到溶液中。通过调整浸出液中Li:Fe:P的摩尔比，采用喷雾干燥-烧结法合成再生磷酸铁锂(RE-LiFePO4)。该工艺在整个回收过程中几乎没有废酸、废气排放，实现了废旧LiFePO4的全组分绿色回收。

关键词： 锂离子电池   磷酸铁锂   乙炔黑膜   铝箔   高倍率   集流体  

摘要： 与锂离子电池三元正极材料相比，磷酸铁锂(LiFePO4，简写为LFP)具有结构稳定、不易发生安全事故等优点，在商业锂离子电池中已经得到了广泛应用，因此如何进一步提高LFP的电化学性能是目前锂离子电池研究领域的热点问题之一。本文采用简单物理涂覆的方法，在锂离子电池正极材料铝箔集流体的表面涂覆了一层乙炔黑膜，形成了一种新型的集流体，之后以此集流体组装LFP电极，进行电化学测试，结果显示在0.1 C倍率下使用此集流体的LFP电极的首次放电比容量为217 mAh/g，远高于传统LFP电极的容量（165 mAh/g ）。使用此集流体的LFP在10 C倍率下循环100圈后的放电比容量为76 mAh/g，较传统LFP（58 mAh/g）将近提高30%；在20 C倍率下循环500圈后的放电比容量为38 mAh/g，较传统LFP（27 mAh/g）大约提高40%。本文在利用恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等技术对电极的电化学行为进行研究的基础上，还利用XRD、SEM、FTIR等技术对高倍率长循环前后的样品进行了测试表征。结果表明，使用乙炔黑膜修饰铝箔可降低LFP的电荷传递电阻并显著抑制高倍率长循环过程中铝箔腐蚀的发生。本工作具有易规模化商业生产的特点，为基于磷酸铁锂商业锂离子电池性能的提高提供了新思路。

关键词： 铁溶出方法   二价铁   三价铁   残余碳酸根   残余磷酸根的测试方法   分光光度   电位滴定  

摘要： 随着电动汽车和储能系统的快速崛起,磷酸铁锂电池技术愈发引人瞩目。作为重要的动力和储能电池技术,磷酸铁锂电池以其长循环寿命、卓越安全性和经济实惠等优势,正日益受到市场的青睐与需求持续攀升。未来,随着新材料与新工艺不断推陈出新,磷酸铁锂电池的能量密度、循环寿命以及安全性等关键性能将得到进一步提升,预示着在电动汽车、储能系统等领域将迎来更为广泛的应用与发展前景。

关键词： 动力电池回收   市场规模预测   磷酸铁锂电池   三元锂电池   梯次利用   再次利用  

摘要： 随着我国新能源汽车产业的蓬勃发展，动力电池装车量迅速升量，现有动力电池的使用寿命约为5～8年，未来我国将面临着动力电池大规模的集中退役，动力电池回收市场潜力巨大。通过数据测算，保守预计至2030年我国动力电池总退役量将达380.3 GW·h，回收市场总规模可达787.9亿元，其中，梯次利用市场的规模有望在2025年后实现快速增长，再生利用市场将成为动力电池回收企业竞争的主场景，为全行业前期发展贡献核心增量。

关键词： 磷酸铁锂   合成方法   表面包覆   离子掺杂  

摘要： 橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO4)作为一种性能优良的正极材料，具有成本低、容量大、环境友好等优点。但由于磷酸铁锂电池的电子电导率、离子扩散速率低等缺陷，制约了磷酸铁锂在动力电池行业的进一步发展。因此，需要有效的策略来改善磷酸铁锂的电池性能。系统阐述了高温固相法、水热/溶剂热及溶胶-凝胶法合成磷酸铁锂的具体过程以及各个方法的优缺点，表明不同方法对于LiFePO4的形貌及粒度影响不同。然后，分析了表面包覆、离子掺杂等改性方法对磷酸铁锂电化学性能的影响，分析表明两种改性方法均有效改善了离子间电导率以及锂离子扩散速率，显著提升其电化学性能。最后，对磷酸铁锂未来的研究方向进行展望。未来仍需深入研究LiFePO4的包覆掺杂技术，推动LiFePO4在锂离子电池行业的持续发展，提高其在高性能锂电池等领域的应用价值。

关键词： 磷酸铁锂电池   一次颗粒石墨   二次颗粒石墨  

摘要： 近年来，随着新能源的火热发展，许多新兴的能源产业正迅猛增长，磷酸铁锂电池作为新能源领域重要组成部分，在汽车动力、储能系统以及3C消费电子领域具有重大的应用价值。因此学术界和产业界一直致力于磷酸铁锂(LFP)电池的研究，为了改善LFP电池的性能，学术界和产业界一直在不懈努力。随着对电池循环寿命和倍率性能的要求不断提高，对电池材料的研究变得尤为关键。在负极材料中，石墨因其优异的导电性和锂存储能力而受到广泛关注。人造石墨相比天然石墨在循环性能、与电解液的相容性、能量密度、可加工性以及应用领域等方面具有显著优势。随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展，人造石墨的市场前景将更加广阔。在这一背景下，本研究主要探讨了一次颗粒和二次颗粒人造石墨对LFP电池性能的影响。具体地，我们评估了一次颗粒和二次颗粒石墨作为负极材料在LFP电池中的电化学性能差异，并对这些差异做了一定的分析与探究，通过比较两种材料在软包电池中的倍率性能、直流内阻和循环稳定性。结果表明，与一次颗粒石墨相比，二次颗粒石墨在LFP电池中表现出更优异的倍率性能，更低的直流内阻以及更高的容量保持率。因此，二次颗粒石墨在倍率性能和循环稳定性方面具有更大的潜力和吸引力，适用于对性能要求更高的应用场景。

关键词： 废旧磷酸铁锂电池   固相再生   水热合成   电化学  

摘要： 回收利用废旧磷酸铁锂电池是目前研究人员广泛关注的问题。与提取有价金属为目标的湿法、火法冶金技术相比，正极材料的修复再生技术具有能耗低、流程短以及更加环保的优势。由于其稳定的橄榄石晶体结构和高价值金属含量低，废旧磷酸铁锂电池正极材料的修复再生是一种经济的选择。综述了以机械法、热处理法、化学法为代表的3种预处理方式研究现状，总结了废旧磷酸铁锂电池正极材料修复再生方法的技术进展，包括高温固相再生、水热合成法、电化学法，分析了目前修复再生技术存在的问题并提出了相关建议。

关键词： 磷酸铁锂   锂离子电池   荷电状态(SOC)   高温老化   模组  

摘要： 锂离子电池荷电状态(SOC)和老化工艺对电池的存储性能以及模组电池的制备和性能具有重要影响。研究SOC对磷酸铁锂锂离子电池存储性能的影响。高温(60℃)长时间存储时,随着SOC降低,电池的产气变严重,负极上发生的副反应是产气的主要来源。在30%SOC下,电池处于产气较少的理想存储状态。在30%SOC下,通过调整45℃高温和常温老化时间对K值筛选工艺进行优化。高温老化有利于区分不同自放电速率的电池。模组充放电一致性测试表明,随高温老化时间的延长,模组充放电压差减小,电池一致性提高。实验结果为磷酸铁锂锂离子电池长期储存、运输和制备提供参考。

关键词： 锂离子电池   调峰   液冷   有限元仿真  

摘要： 调峰是电池储能电站重要运行的工况,电池冷却对储能电站电池安全运行至关重要,本文对磷酸铁锂电池组在调峰工况下的液冷技术进行研究。首先对磷酸铁锂电池组在实际调峰工况下的产热以及电池的液冷冷却进行研究,建立磷酸铁锂电池组在调峰工况下的产热模型以及液冷冷却模型,其次对磷酸铁锂电池组在调峰工况下的液冷模型进行优化,通过有限元仿真分析,最后,采用调节冷却液流向以及合理调节流量等方式对液冷冷却进行优化。仿真与实验结果表明:合理设置不同冷却管冷却液流向可有效提高液冷散热的均温性,通过仿真温度云图的对比并创新地采用ΔT (最大温度与平均温度的差值)来体现不同方案均温性的优劣;增大流量虽然有助于降温,但液冷倍率达到2.0以上时,冷却效果增加有限,但能耗大大增加,通过仿真结果提出最佳的流量范围为1.5~2.0。本文所提方案均已通过实验验证,并在储能电站电池冷却进行实际应用。