磷酸鐵鋰材料的制備方法.docx

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1、--磷酸鐵鋰材料的制備方法主要有：（1）高溫固相法：J.Barker等就磷酸鹽正極材料申請(qǐng)了專利，主要采用固相合成法。以碳酸鋰、氫氧化鋰等為鋰源，草酸亞鐵、乙二酸亞鐵，氧化鐵和磷酸鐵等為鐵源，磷酸根主要來(lái)源于磷酸二氫銨等。典型的工藝流程為：將原料球磨干燥后，在馬弗爐或管式爐內(nèi)于惰性或者還原氣氛中，以一定的升溫加速加熱到某一溫度，反應(yīng)一段時(shí)間后冷卻。高溫固相法的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，但產(chǎn)物粒徑不易控制、分布不均勻，形貌也不規(guī)則，并且在合成過(guò)程中需要使用惰性氣體保護(hù)。（2）碳熱還原法：這種方法是高溫固相法的改進(jìn)，直接

2、以鐵的高價(jià)氧化物如Fe2O3、LiH2PO4和碳粉為原料，以化學(xué)計(jì)量比混合，在箱式燒結(jié)爐氬氣氣氛中于700℃燒結(jié)一段時(shí)間，之后自然冷卻到室溫。采用該方法做成的實(shí)驗(yàn)電池首次充放電容量為151mAh/g。該方法目前有少數(shù)幾家企業(yè)在應(yīng)用，由于該法的生產(chǎn)過(guò)程較為簡(jiǎn)單可控，且采用一次燒結(jié)，所以它為L(zhǎng)iFePO4走向工業(yè)化提供了另一條途徑。但該法制備的材料較傳統(tǒng)的高溫固相法容量表現(xiàn)和倍率性能方面偏低。（3）水熱合成法：S.F.Yang等用Na2HPO4和FeCL3合成FePO4.2H2O，然后與CH3COOLi通過(guò)水熱法合成LiFe

3、PO4。與高溫固相法比較，水熱法合成的溫度較低，約150度～200度，反應(yīng)時(shí)間也僅為固相反應(yīng)的1/5左右，并且可以直接得到磷酸鐵鋰，不需要惰性氣體，產(chǎn)物晶粒較小、物相均一等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合于高倍率放電領(lǐng)域，但該種合成方法容易在形成橄欖石結(jié)構(gòu)中發(fā)生Fe錯(cuò)位現(xiàn)象，影響電化學(xué)性能，且水熱法需要耐高溫高壓設(shè)備，工業(yè)化生產(chǎn)的困難要大一些。據(jù)稱Phostech的P2粉末便采用該類工藝生產(chǎn)。（4）液相共沉淀法：該法原料分散均勻，前軀體可以在低溫條件下合成。將LiOH加入到（NH4）2Fe（SO4）3.6H2O與H3PO4的混合溶液中，得

4、到共沉淀物，過(guò)濾洗滌后，在惰性氣氛下進(jìn)行熱處理，可以得到LiFePO4。產(chǎn)物表現(xiàn)出較好的循環(huán)穩(wěn)定性。日本企業(yè)采用這一技術(shù)路線，但因?qū)＠麊?wèn)題目前尚未大規(guī)模應(yīng)用。（5）霧化熱解法：霧化熱解法主要用來(lái)合成前軀體。將原料和分散劑在高速攪拌下形成漿狀物，然后在霧化干燥設(shè)備內(nèi)進(jìn)行熱解反應(yīng)，得到前軀體，灼燒后得到產(chǎn)品。------（6）氧化-還原法:該法能得到電化學(xué)優(yōu)良的納米級(jí)的磷酸鐵鋰粉體，但其工藝很復(fù)雜，不能大量生產(chǎn)，只適合實(shí)驗(yàn)室研究。此外，還有乳化干燥法、微波燒結(jié)法及溶膠-凝膠法等。目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰電池量產(chǎn)的合成方法

5、均是高溫固相法，高溫固相法又分傳統(tǒng)的（以天津斯特蘭、湖南瑞翔、北大先行等為代表，以草酸亞鐵做為鐵源）和改進(jìn)的（以美國(guó)Valence、蘇州恒正為代表，以三價(jià)鐵物質(zhì)做為鐵源，該法也稱碳熱還原法）兩種。對(duì)碳熱還原法來(lái)講，選取的鐵源主要有兩種，一種是Valence的氧化鐵紅路線，還有一種是清華大學(xué)（已成立北京鋰先鋒科技）以及武漢大學(xué)（已轉(zhuǎn)讓浙江振華新能源）的技術(shù)，選用磷酸鐵做為鐵源，該法制程工藝較為簡(jiǎn)單，其最大優(yōu)點(diǎn)是避開(kāi)了其它合成方法中使用磷酸二氫銨為原料，產(chǎn)生大量氨氣污染環(huán)境的問(wèn)題，但對(duì)磷酸鐵原料要求較高1。目前清華大學(xué)的一個(gè)

6、研究小組通過(guò)控制沉淀?xiàng)l件合成了一種粒度可控，碳摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體，但該法合成難度較高，在工業(yè)放大過(guò)程中面臨一些問(wèn)題。1目前有些廠家選用磷酸二氫鋰做為生產(chǎn)磷酸鐵鋰的原材料，同樣可以避免反應(yīng)過(guò)程的污染問(wèn)題，這個(gè)在氧化鐵紅路線上有所體現(xiàn)；這條路線和磷酸鐵加碳酸鋰的路線均不產(chǎn)生污染專業(yè)文檔考試資料學(xué)習(xí)資料教育試題方案設(shè)計(jì)----