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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)過均勻混合,在高溫和氮氣的保護下焙燒,碳將3價鐵還原為2價鐵,即通過碳熱還原合成磷酸鐵鋰。

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

缺點:反應(yīng)時間相對較長,溫度難以控制,產(chǎn)品一致性所需的控制條件更加嚴格,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:水熱法可以在液相中制備超細顆粒,原料可以在分子水平上混合。具有相均勻、粉體粒度小、操作簡單等優(yōu)點,具有易于批量生產(chǎn)、產(chǎn)品批量穩(wěn)定性好、原料價格低廉易得等優(yōu)點。同時,在生產(chǎn)過程中不需要惰性氣氛。

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

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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