磷酸锂铁电池正极材料的生产方法

磷酸铁锂离子电池正极材料的生产方法

磷酸铁锂离子电池(磷酸铁锂)(LFP，也被称为锂铁磷)是一种锂离子电池，它使用磷酸铁锂作为正极材料，工作原理与锂离子电池相同。

磷酸铁锂离子电池

LiFePO4的正确公式是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，可用于锂离子电池的负极材料有AyMPO4、li1-xmfepo4、LiFePO4MO等。

它的特点是贵重元素缺乏，原材料价格低廉，地球上磷、铁、锂资源丰富，所以在材料供应上不存在大问题。

锂离子电池除了具有锂离子电池的一般特性外，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)、高温高热环境稳定性好等独特优点。

磷酸铁锂离子电池正极材料的生产方法

1.碳热还原法

碳热还原过程是高温固相法,相对容易工业化合成方法,大多数与磷酸二氢锂(LiHPO4)、氧化铁(Fe2O3)或四氧化三铁、蔗糖为原料,混合后,高温空气或氮气保护下煅烧鱼、碳三价铁还原为二价铁,它是由碳热还原法合成磷酸亚铁锂。

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

缺点:反应时间相对过长，温度难以控制，对产品一致性要求较严的控制条件，难以适应工业化生产。

2.水热合成

水热合成法属于湿法法，是以可溶性铁盐、锂盐和磷酸为原料，在水热条件下直接合成LiFePO4。由于水热系统中氧的溶解度低，合成水热系统LiFePOA供应了良好的惰性环境。

优点:水热法可在液相中制备超细颗粒，原料可在分子水平上混合。具有物相均匀、粒度小、操作简单等优点，并具有易批量生产、批量稳定性好、原料廉价易得等优点。同时，在生产过程中不要惰性气体。

缺点:水熟法制备的产物结构中经常存在铁的位错，导致亚稳态FePO，影响了产物的化学和电化学性能。同时也存在粒度不均匀、相位不纯、设备投资大(高温高压反应器设计制造难度大、成本高)、工艺复杂等缺点。

3.此外，溶胶-凝胶法、液相共沉淀法和微波合成法也被用于制备LFP原料。

这些过程都有自己的优点和缺点,但目前通过改进的过程,应用更广泛或三之前,在美国和加拿大Phostech公司固相方法,公司在美国的价碳热还原法、LG化学使用持续的水热合成方法。

导电碳涂层是制备LiFePO2的关键技术。A123通过在箔体表面预先施加高质量的导电碳层，有效降低了电池的内阻，提高了磷酸铁锂离子电池的大比例放电能力。