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硫酸铵锂铁电池电池正极材料的生产制造方式

硫酸铵锂铁电池电池正极材料的生产制造方式

来源:
2021/07/14 14:19
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【摘要】:

  磷酸铁正极材料的生产方法

  磷酸铁锂电池(锂磷酸铁)(LFP,也称锂磷铁)是一种以磷酸铁锂为正极材料的锂电池,其工作原理与锂电池相同。

  磷酸锂离子电池

  LiFePO4的正确配方是LiMPO4(M可以是任何金属,如Fe, Co, Mn, Ti等)。

  其物理结构为橄榄石结构。从结构上看,可用于锂电池的正极材料有AyMPO4、Li1-xMFePO4、LiFePO4Mo等。

  它的特点是缺乏有价值的元素,廉价的原材料,和地球上丰富的磷、铁、锂资源,所以材料的供应不是一个大问题。

  锂电池除了具有锂电池的一般特性外,还具有工作电压适中(3.2V)、容量大(170mAh/g)、放电功率高、充电速度快、循环寿命长(可达2000倍)、高温和热环境稳定性高等独特优势。

  磷酸铁锂电池正极材料的生产方法

  1. 碳热还原的还原法

  碳热还原法是一种高温固相法,比较容易工业化合成的方法,多数以磷酸二氢锂(LiHPO4)、氧化铁(Fe2O3)或四氧化铁、蔗糖为原料,混合后,在高温空气或氮气的保护下煅烧鱼,以磷酸亚铁锂为原料,采用碳热还原法合成三价铁还原为二价铁。

  优点:解决了原料在混合过程中可能引起的氧化反应,使合成工艺更加合理,提高了材料的导电性。

  缺点:反应时间较长,温度难以控制,产品的一致性要求严格的控制条件,难以适应工业生产。

  2. 水热合成

  水热合成法属于湿法,以可溶性铁盐、锂盐和磷酸为原料,在水热条件下直接合成LiFePO4。由于水热体系中氧的溶解度低,合成LiFePOA体系提供了良好的惰性环境。

  优点:水热法可以在液相中制备超细颗粒。这些材料可以在分子水平上混合。它具有相均匀、粒度小、操作简单等优点,且具有易批量生产、批量稳定性好、原料便宜易获得等优点。同时,在生产过程中不要使用惰性气体。

  缺点:水熟法制备的产物结构中经常存在铁位错,导致FEPO亚稳态,影响产物的化学和电化学性能。同时也存在一些缺点,如粒度不均匀、相不纯、设备投资大(高温高压反应器设计制造难度大、成本高)、工艺复杂等。

  3.此外,还采用溶胶-凝胶法、液相共沉淀法和微波合成法制备了LFP原料。

  这些工艺都有各自的优缺点,但目前通过改进或改进前的三种工艺,Phostech inc.、美国固相法和加拿大公司、美国价碳热还原法、LG化学采用连续水热合成的方法得到了更广泛的应用。

  导电碳涂层是制备LiFePO2的关键技术。A123通过在箔表面预先应用一层优质导电碳层,可以有效降低电池内阻,提高磷酸铁锂电池的大比例放电容量。

 

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