中能建能源研究院：2023年磷酸铁锂电池生产工艺研究报告（31页）.pdf

1、磷酸铁锂电池生产工艺研究报告中能建（北京）能源研究院有限公司二二三年七月北京引言磷酸铁锂电池相比其他种类的锂电池具有更为突出的安全性和循环寿命，是目前在规模化储能和电动汽车领域中应用最为广泛的电池类型。2022 年，我国磷酸铁锂电池产量、销量分别达到了 332.4GWh 和 271GWh，未来仍具发展潜力。锂离子电池的性能受到多种因素的影响，包括正负极材料类型、配比及制造工艺等，应重点关注能量密度能量密度、循环性循环性能能、安全性能和倍率性能安全性能和倍率性能四项性能指标。未来磷酸铁锂电池趋势是向着大容量大容量、高安全高安全、长寿命长寿命、全生命周期低成本全生命周期低成本发展。锂离子电池工艺将

2、直接影响电芯的性能，目前生产工艺可大致分为前段极片制作前段极片制作、中段电芯装配中段电芯装配、后段化成分容后段化成分容三个主要环节。极片制作极片制作是制备正负极材料，并将其涂敷在集流体上形成极片卷的过程；电芯装配电芯装配是将极片分切并模切后，通过叠片或卷绕工艺组装为裸电芯并装入铝壳的过程；化成化成分容分容是激活电池电化学性能，并形成合格电芯的过程。目前，磷酸铁锂电池产业已经拥有一套成熟、完整的制备工艺，将持续引领产业健康、有序发展。目录一、行业简介.1（一）背景概述.1（二）政策和标准.1（三）行业现状.3二、性能指标与发展方向分析.4（一）工作原理.4（二）性能指标.5（三）发展方向.8（四

3、）本章小结.8三、生产工艺及产线建设分析.9（一）极片制作阶段.9（二）电芯装配阶段.13（三）化成分容阶段.18（四）产线建设分析.24（五）本章小结.24四、结论.26（一）性能指标引导工艺设计.26（二）生产工艺保障电池性能.26参考文献.27磷酸铁锂电池生产工艺研究报告中能建（北京）能源研究院有限公司 1 一、行业简介（一）背景概述锂离子电池具有较高的能量密度、功率密度和长循环使用寿命等优点，受到越来越广泛的关注。尤其是近年来新能源产业的迅速发展，锂离子电池在风能、太阳能发电储能系统和新能源汽车等领域起着重要的作用。在不同类型锂离子电池中，由于安全性好、循环寿命长，磷酸铁锂电池一直是研

4、究的热点，也是目前在规模化储能和电动汽车领域中应用最为广泛的电池。2022 年，我国磷酸铁锂电池产量、销量分别为 332.4GWh 和 271GWh，同比 2021年分别增长 165.11%和 155.66%。商业化锂动力电池中应用最广的是三元锂电池和磷酸铁锂电池1。三元锂电池以镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂为正极材料，虽然较高的能量密度能带来超长续航，但因为钴资源稀缺和成本高，三元锂电池日益被磷酸铁锂电池替代2。此外，磷酸铁锂电池比三元锂电池具备更高的安全性、更长的循环性、更低的成本优势3，更适用于电力存储系统。目前，磷酸铁锂电池已经具有优良的循环性能、较低的发热量、良好的热稳定性和环境安全性等特点

5、，在国内市场占据主导地位。（二）政策和标准近年来，世界主要经济体纷纷出台了一系列电池技术发展规划，在各类规划中都将锂离子电池列为中远期目标。美国能源部发布国家锂电蓝图 2021-2030将有助于指导投磷酸铁锂电池生产工艺研究报告 2 中能建（北京）能源研究院有限公司资，以发展国内锂电制造价值链，建立美国国内锂电供应链。在我国，2021 年 7 月，国家发改委、能源局发布关于加快推动新型储能发展的指导意见，指出我国将坚持储能技术多元化，推动锂离子电池等相对成熟新型储能技术成本持续下降和商业化规模应用，对此上海、北京、浙江、福建、甘肃等省份也提出了电化学储能相关目标。2022 年 1 月，国家发改

6、委、能源局发布“十四五”新型储能发展实施方案提出推动多元化技术开发。开展钠离子电池、新型锂离子电池、铅炭电池、液流电池、压缩空气、氢（氨）储能、热（冷）储能等关键核心技术、装备和集成优化设计研究。目前我国已实施的有关锂电池相关规范标准包括但不限于如下：国家标准 GB/T 36276-2022 电力储能用锂离子电池；国家标准 GB/T 34131-2023 电化学储能电站用锂离子电池管理系统技术协议国家标准 GB/T 34131-2023电力储能用电池管理系统；国家标准 GB/T 42313-2023电力储能系统术语国家标准 GB/T 36558-2018电力系统电化学储能系统通用技术条件团体标