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磷酸鐵鋰電池正極材料的生產(chǎn)方法

2022-10-14

磷酸鐵鋰電池

磷酸鐵鋰電池是指以磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子電池，其工作原理與鋰離子電池相同。

磷酸鐵鋰電池正極材料的生產(chǎn)方法

1、碳熱還原法

碳熱還原法也是高溫固相法中的一種。這是一種相對(duì)容易工業(yè)化的合成方法。它們大多以LiHPO4) 、Fe2O3 或氧化鐵和蔗糖為原料。經(jīng)過(guò)均勻混合，在高溫和氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下焙燒，碳將3價(jià)鐵還原為2價(jià)鐵，即通過(guò)碳熱還原合成磷酸鐵鋰。

優(yōu)點(diǎn)：解決了原料混合過(guò)程中可能引發(fā)的氧化反應(yīng)，使合成過(guò)程更加合理，提高了材料的導(dǎo)電性。

缺點(diǎn)：反應(yīng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，溫度難以控制，產(chǎn)品一致性所需的控制條件更加嚴(yán)格，難以適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)。

2、水熱合成法

水熱合成法屬于濕法范疇。它以可溶性亞鐵鹽、鋰鹽和磷酸為原料，在水熱條件下直接合成LiFePO4。由于氧在水熱系統(tǒng)中的溶解度小，因此水熱系統(tǒng)的LiFePOA合成提供了良好的惰性環(huán)境。

優(yōu)點(diǎn)：水熱法可以在液相中制備超細(xì)顆粒，原料可以在分子水平上混合。具有相均勻、粉體粒度小、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，具有易于批量生產(chǎn)、產(chǎn)品批量穩(wěn)定性好、原料價(jià)格低廉易得等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，在生產(chǎn)過(guò)程中不需要惰性氣氛。

缺點(diǎn)：水熱合成法制備的磷酸鐵鋰電池產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中常有鐵錯(cuò)位，生成亞穩(wěn)態(tài)FePO，影響產(chǎn)品的化學(xué)和電化學(xué)性能。同時(shí)也存在粒度不均勻、相不純、設(shè)備投資大 (高溫高壓反應(yīng)器設(shè)計(jì)制造困難、成本高) 或工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)。

3、此外，溶膠-凝膠合成法，液相共沉淀法和微波合成法也用于制備LFP原料。

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