
4、高压密趋势下壁垒提升,格局更趋集中富临精工、湖南裕能进展较快。我们预计有能力量产高压密 LFP 的企业将集中在头部企业,集中度高,基于:①头部企业保持对头部客户(宁德时代、比亚迪)的大规模出货,技术具备先发优势;②头部企业订单体量大且更稳定,开发四代产品过程中形成的次品仍可通过二、三代产品订单消化,降低开发成本。当前布局四代高压密 LFP 的企业集中在湖南裕能、富临精工、德方纳米、龙蟠科技、万润新能、安达科技等,除湖南裕能、富临精工形成批量出货外,多数企业尚处测试验证。富临精工份额已从 23 年的 3%升至 24H1 的 5%,效果显著。高压实工艺高压密 LFP 当前以磷酸铁法、草酸亚铁法工艺路线为主。磷酸铁法、草酸亚铁法的优势均在于能实现更高的能量密度,其中草酸亚铁法率先突破实现批量供应,大多数企业则采取磷酸铁法。

5、草酸亚铁法率先突破高压密产品,实现批量供应。其具有以下优点:
(1)草酸盐在合成过程中不易引入杂质相,提高纯度:杂质相可能会作为电子和离子传输的障碍,降低电池性能。使用草酸亚铁作为铁源时,制备的 LFP/C 样品具有纯的橄榄石型结构,没有杂相的衍射峰。高纯度的材料具有更好的电荷转移特性和离子扩散率,从而提高电池的容量。
(2)结晶度较高,键合力大:草酸亚铁合成的磷酸铁锂正极材料结晶度较高,键合力大,有利于稳定样品的骨架结构;高结晶度也意味着材料具有更有序的晶体结构,可以提供更多的活性位点和更有效的电子传输路径。
(3)抑制颗粒团聚和晶粒长大:草酸亚铁在反应过程中分解放出气体,可以抑制颗粒的团聚和晶粒的长大,有助于获得更细小、更均匀的颗粒,从而提高材料的压实密度;细小的颗粒可以增加材料的比表面积,提高锂离子的扩散速率,从而提高电池的倍率性能和充放电效率。磷酸铁法为市场主流路线,迈向高压密大批量供应。
6、经过多年的沉淀工艺改进,磷酸铁粉体已经具有稳定可控的 Fe/P 比、纯度和粒度,能够保证产品的一致性和生产的可重复性。国内已有多家供应商能够提供产量充足、价格低廉、质量稳定、种类丰富的磷酸铁。在这个工艺路线中,原料的可靠性高、种类少、产气量少,简化了称量、配料、混合等步骤。同时,其对工艺流程、生产设备并无特殊要求,平衡了产品的成本、质量和产量,因此成为了主流工艺路线。高压密 LFP(磷酸铁法)新增二烧工艺,对前驱体制备、大小颗粒级配要求提升。
(1)磷酸铁制备:最直接影响成品性能。磷酸铁是制备橄榄石型 LFP 的原料,其纯度、粒径、形貌等特征参数是决定 LFP 电化学性能的重要因素。自身具备磷酸铁制备 know-how 和生产能力的 LFP 企业更有利于快速跟进下游电池厂的需求。

(2)二次烧结工艺:为高压密铁锂生产新增工序,温度、气氛控制为核心。改善烧结过程对 LFP 材料粉体压实密度的提升显著。提高烧结温度超过 700℃时,小颗粒之间会发生黏结,在高温下保温足够长的时间,这些黏结处会扩大变为烧结颈,其间出现大量的固相扩散,使两个或更多的小颗粒融合生成一个大颗粒,提高了整体的粉体压实密度;然而,提高烧结温度会产生大量的磁性杂质 Fe2P,这种杂质通常会与另一种杂质 Fe金属颗粒混杂在一起,干扰电池厂对 LFP 产品的评测,有可能会刺穿隔膜造成电池短路。二次烧结工艺是指在制备 LFP 的过程中采用两次不同温度和/或不同气氛下的烧结步骤来优化材料的微观结构,提高材料的结晶度、密度、压实密度以及改善其电化学性能。每次烧结的时间都需要精确控制,以确保材料充分反应和致密化,但同时避免过度烧结导致的晶粒长大。通过二次烧结工艺,可以提高磷酸铁锂的压实密度。

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