В области новых технологий хранения энергии и силовых аккумуляторов литий-железо-фосфат (LFP) занимает более 60% отечественного рынка катодных материалов для аккумуляторов благодаря высокой безопасности, длительному сроку службы циклов и низкой стоимости. Однако традиционный твердофазный метод получения LFP обладает серьезными недостатками: высокотемпературное спекание (800–850°C) потребляет до 40% всей энергии процесса и легко приводит к неравномерности размера частиц (с отклонениями свыше 15%), что сказывается на стабильности емкости батарей. Кроме того, изначальная электронная проводимость материала невелика (10⁻⁹ С/см), что требует добавления больших количеств проводящих агентов, снижающих плотность энергии. В последние годы прорывы в оптимизации процессов и технологиях модификации материалов способствуют переходу LFP к низкому энергопотреблению и высоким эксплуатационным характеристикам.

Оптимизация процесса сосредоточена на «низкой температуре + интеграции». В процессе спекания добавление флюса LiF позволяет снизить температуру спекания до 700–750°C, что уменьшает энергопотребление на 25%. Кроме того, это препятствует чрезмерному росту зерен, сокращая отклонение в распределении размеров частиц до менее 8%. Некоторые компании внедрили инновационный процесс предварительной обработки «сол-гель + распылительная сушка», тщательно смешивая источники лития, железа и фосфора в растворе перед их распылением и высушиванием для формирования однородного прекурсора. Последующее спекание исключает необходимость вторичного дробления, увеличивая насыпную плотность продукта до 1,8 г/см³ (по сравнению с 1,6 г/см³ при использовании традиционных процессов) и повышая объемную энергоемкость батареи на 12%.

Модификация материала решает проблемы с проводимостью. Для покрытия и модификации используются квантовые точки графена (GQDs). Высокая проводимость GQDs (10³ См/см) позволяет им образовывать непрерывную проводящую сеть на поверхности частиц LFP, увеличивая электронную проводимость материала на три порядка величины. В сочетании с поверхностной модификацией Al₂O₃ этот материал также препятствует реакциям на границе электролит-катод, повышая сохранность емкости с 85% до 92% после 1000 циклов. Благодаря использованию этого модифицированного материала одна из батарейных компаний добилась срока службы аккумулятора более 3000 циклов, что соответствует требованию «десять лет без обслуживания» для энергетических станций хранения энергии. В настоящее время оптимизированный процесс внедрен в масштабном производстве: на линии по производству LFP в Хунане применяется технология «низкотемпературного спекания + покрытие GQDs», годовая производственная мощность которой составляет 100 тысяч тонн, что позволяет снизить себестоимость продукции на 800 юаней за тонну; при этом её продукция поставляется таким компаниям, как CATL и BYD. В будущем, с учетом интеграции процессов регенерации отработанных LFP (например, влажного извлечения литиевых и железных элементов с коэффициентом восстановления, превышающим 95%) и применения систем AI-управления процессами (реальное оптимизированное управление температурой спекания и временем выдержки), фосфат железа и лития будет и дальше способствовать развитию низкоуглеродной и высокопроизводительной новой энергетической отрасли.