磷酸铁锂的生产工艺与技术路线选择

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1、www.6chem.cn磷酸铁锂的生产工艺与技术路线选择锂离子电池作为一种高性能的二次绿色电池，具有高电压、高能量密度(包括体积能量、质量比能量)、低的自放电率、宽的使用温度范围、长的循环寿命、环保、无记忆效应以及可以大电流充放电等优点。锂离子电池性能的改善，很大程度上决定于电极材料性能的改善，尤其是正极材料。目前研究最广泛的正极材料有LiCoO2、LiNiO2以及LiMn2O4等，但由于钴有毒且资源有限，镍酸锂制备困难，锰酸锂的循环性能和高温性能差等因素，制约了它们的应用和发展。因此，开发新型高能廉价的正极材料对锂离子电池的发展至关重要。1997年，Padhi

2、等报道了具有橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO4)能够可逆地嵌脱锂，且具有比容量高、循环性能好、电化学性能稳定、价格低廉等特点，是首选的新一代绿色正极材料，特别是作为动力锂离子电池材料。磷酸铁锂的发现引起了国内外电化学界不少研究人员的关注，近几年，随着锂电池的越来越广的应用，对LiFePO4的研究越来越多。2.1磷酸铁锂的结构和性能磷酸铁锂(LiFePO4)具有橄榄石结构，为稍微扭曲的六方密堆积，其空间群是Pmnb型，晶型结构如图2.1所示。图2.1　磷酸铁锂的空间结构图www.6chem.cn……2.2磷酸铁锂的制备方法及研究LiFePO4正极材料的性能在一定

3、程度上取决于材料的形态、颗粒的尺寸以及原子排列，因此制备方法尤为重要。目前主要有固相法和液相法，其中固相法包括高温固相反应法、碳热还原法、微波合成法和脉冲激光沉积法；液相法包括溶胶·凝胶法、水热合成法、沉淀法以及溶剂热合成法等。2.2.1固相法2.2.1.1高温固相反应法……2.2.1.2碳热还原法碳热还原法也是固相法中的一种，是比较容易工业化的合成方法，以廉价的三价铁作为铁源，……2.2.1.3微波合成法微波加热过程是物体通过吸收电磁能发生的自加热过程。……2.2.1.4脉冲激光沉积法Iriyama等首先使用固相合成方法制备出LiFePO4，……2.2.2液相

4、法2.2.2.1溶胶·凝胶法采用溶胶·凝胶法制备LiFePO4，以三价铁的醋酸盐或硝酸盐为原料，按……www.6chem.cn2.2.2.2水热合成法水热法是指在高温高压下，……2.2.2.3沉淀法沉淀法可以分为共沉淀法、液相沉淀法和化学沉淀法。……2.2.2.4溶剂热合成法溶剂热合成法与水热合成法相对应，是用有机溶剂或水和有机溶剂的混合物代替水做介质，采用类似水热合成的原理。……2.2.2.5乳液干燥法乳液干燥法是先将煤油与乳化剂混合，……2.2.2.6雾化分解法雾化分解法是一种获得小尺寸、规则形态的材料的有效方法，……2.2.3其他合成方法除了以上所介绍的合

5、成方法外，研究者还研制出一些制备方法用于LiFePO4的电化学性能的研究，……2.3磷酸铁锂生产技术工艺经济比较依据工艺路线的不同，生产磷酸铁锂正极材料的主要原材料有草酸亚铁、氧化铁红、磷酸铁、磷酸二氢锂和磷酸二氢铵等。表2.1国内外磷酸铁锂企业技术路线表www.6chem.cn表2.2以年产300吨为例磷酸铁锂技术路线比较……2.4磷酸铁锂的改性及研究……2.5磷酸铁锂生产工艺研究方向与选择LiFePO4生产工艺目前主要有高温固相反应法、碳热还原法、水热合成法、溶胶·凝胶法、液相共沉淀法、微波合成法等。这些工艺都有各自的优缺点，……更多内容参见六鉴网(www.

6、6chem.cn)发布《磷酸铁锂技术与市场调研报告》。