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材料分析> 正極材料磷酸鐵鋰比表面積測試

正極材料磷酸鐵鋰比表面積測試

在動力電池界，三元鋰和磷酸鐵鋰是最常用的兩種鋰離子電池。三元鋰電池因為其正極材料中的鎳鈷鋁或鎳鈷錳而得名“三元”，而磷酸鐵鋰電池的正極材料為磷酸鐵鋰。

由于三元鋰電池當中的鈷元素是一種戰略金屬，全球的供應價格連年來一路飆升，相較之下，磷酸鐵鋰電池中沒有鈷這種價格昂貴的金屬，更加便宜。因此，更多的造車企業采用磷酸鐵鋰電池來降低生產成本，搶占市場份額。

在過去的2021年，磷酸鐵鋰憑借高性價比優勢成為市場選擇的寵兒，主流材料生產企業大多實現扭虧為盈，而下游動力方面需求的強勁支撐也使其在年末階段面對高價的碳酸鋰原料依然積極掃貨。2022年1月國內磷酸鐵鋰產量為5.91萬噸，同比增長158.9%，環比小幅提升3.3%。

2021年1-12月國內動力電池裝機量達到154.5Gwh，同比增長142.8%，其中磷酸鐵鋰電池在7月實現對三元電池產量與裝機量的雙重超越后，領先優勢不斷擴大，1-12月累計裝機量達到79.8Gwh，占比51.7%，同比增幅達到227.4%，其中寧德時代、比亞迪和國軒高科分列磷酸鐵鋰電池裝機前三甲，CR3集中度超過85%。
電池2

從生產企業來看，德方納米憑借穩定的客戶渠道和產能優勢，全年產量繼續領跑；國軒高科在儲能和自行車領域開疆拓土，自產鐵鋰需求穩健，緊隨其后；湖南裕能、貝特瑞、湖北萬潤是市場供應的堅實后盾。

考慮到未來全球動力電池與儲能電池需求，預計2025年全球磷酸鐵鋰正極材料需求約為98萬噸，對應市場規模約為280億元。伴隨著寧德時代年產8萬噸磷酸鐵鋰投資項目簽署，磷酸鐵鋰新一輪周期即將來臨。大規模的量產也必將刺激比表面積分析儀的市場需求。

眾所周知，比表面積分析儀在鋰離子電池行業有著廣泛的應用需求，主要應用于正極材料、三元前驅體材料、負極材料、隔膜涂覆用氧化鋁等材料的比表面積測試。比表面積過大的石墨粉在粉碎過程中更易于使其晶型結構發生改變，小顆粒石墨粉中菱形晶數量相對較多，而菱方結構的石墨具有較小的儲鋰容量，使電池的充放電容量有所降低。

另外比表面積過大，單位重量總表面積就會很大，需要的包覆材料越多，導致電極材料的堆積密度減小而體積能量密度下降。如果能準確的對各種原材料進行比表面積測試，在一定程度上有助于研判后續產品的性能。
電池4
磷酸鐵鋰作為動力電池的正極材料，其比表面積與電池的性能密切相關。通常情況下，磷酸鐵鋰的比表面積與碳含量呈線性關系。生產中有比表面積測試儀進行測試。比表面積太小，說明材料的碳包覆量不夠，直接體現是電池內阻偏高、循環性能不好。比表面積過大，說明材料的碳包覆量過高，直接的體現是材料的電化學性能極好，但易團聚、極片加工困難，且涂布不均勻等。

行業標準《YS/T1027-2015磷酸鐵鋰》明確規定了磷酸鐵鋰比表面積測試方法及流程。快速高效、精確規范的測試離不開性能優良的測試儀器，JW-DX系列快速比表面積測試儀，測試方法及數據符合《YS/T 1027-2015磷酸鐵鋰》的要求。JW-DX比表面積測試儀采用專利號為20140320453.2的吸附法專利測試，完全避免了常溫下樣品脫附不完全帶來的測試誤差，非常適合粉體生產廠家的在線快速測定。