磷酸鋰鐵電池正極材料生產(chǎn)方法介紹
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-01-28 14:12
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1.碳熱還原法
碳熱還原法也是高溫固相法中的一種，是比較容易工業(yè)化的合成方法，多數(shù)以磷酸二氫鋰（LiHPO4）、三氧化二鐵（Fe2O3）或四氧化三鐵、蔗糖為原料，均勻混合后，在高溫和魚氣或氮?dú)獗Ｗo(hù)下焙燒，碳將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，也就是通過碳熱還原法合成磷酸鐵鋰。
優(yōu)點(diǎn)：解決了在原料混合加工過程中可能引發(fā)的氧化反應(yīng)，使合成過程更為合理，同時改善了材料的導(dǎo)電性。
缺點(diǎn)：反應(yīng)時間相對過長，溫度難以控制，產(chǎn)物一致性要求的控制條件更為苛刻，難以適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)。
2.水熱合成法
水熱合成法屬于濕法范疇，它是以可溶性亞鐵鹽、鋰鹽和磷酸為原料，在水熱條件下直接合成LiFePO4，由于氧氣在水熱體系中的溶解度很小，水熱體系LiFePOA的合成提供了優(yōu)良的惰性環(huán)境。
優(yōu)點(diǎn)：水熱法可以在液相中制備超微細(xì)顆粒，原料可以在分子級混合。具有物相均勻、粉體粒徑小以及操作簡便等優(yōu)點(diǎn)，且具有易量產(chǎn)、產(chǎn)品批量穩(wěn)定性好、原料價(jià)廉易得的優(yōu)點(diǎn)。同時生產(chǎn)過程中不需要惰性氣氛。
缺點(diǎn)：水熟合成法制備的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)中常常存在著鐵的錯位，生成了亞穩(wěn)態(tài)FePO，影響了產(chǎn)物的化學(xué)及電化學(xué)性能。同時也存在粒徑不均勻、物相不純凈、設(shè)備投資大（耐高溫高壓反應(yīng)器的設(shè)計(jì)制造難度大，造價(jià)也高）或工藝較復(fù)雜的缺點(diǎn)。
3.另外，溶膠一凝膠合成法、液相共沉淀法、微波合成法等也應(yīng)用在制備LFP原材料上。
這些工藝都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，但目前通過改良工藝后，應(yīng)用比較廣泛的還是前3種，美國的A123和加拿大的Phostech公司采用固相法，美國的Valence公司采用碳熱還原法，LG化學(xué)利用連續(xù)水熱合成法。
在材料制備過程中，導(dǎo)電碳包覆是LiFePO2制備過程中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。A123通過在箔體表面預(yù)先涂敷一層高品質(zhì)導(dǎo)電碳層，有效的降低了電池的內(nèi)阻，提升了磷酸鐵鋰電池的大倍率放電能力。
