磷酸铁锂主流生产工艺种类多,但都离不开这种设备……


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[导读]磷酸铁锂正极材料的性能在一定程度上取决于材料的形态、颗粒的尺寸以及原子排列,因此制备工艺尤为重要。

www.188betkr.com 讯磷酸铁锂作为一种锂电池用正极材料,早已在锂电池体系中广泛且成熟利用。而磷酸铁锂电池因其密度高、体积小、重量轻,电池组供电电量大,被视为5G基站后备电源电池的最佳选择。据预测,2020年新建及改造的5G基站对磷酸铁锂电池需求量将达10GWh;到2025年,将增至155.4GWh,市场前景广阔。


磷酸铁锂正极材料的性能在一定程度上取决于材料的形态、颗粒的尺寸以及原子排列,因此制备工艺尤为重要。目前工业生产磷酸铁锂的主流工艺有:草酸亚铁法、铁红法,全湿法(水热合成)、磷酸铁法和自热蒸发液相法。


一、草酸亚铁法


草酸亚铁法是早期常见的制备工艺,以碳酸锂、氢氧化锂为锂源,草酸亚铁为铁源,将原料球磨干燥后,在惰性气体或者还原气氛中,以一定的升温加速加热到某一温度,反应一段时间冷却。


优点:工艺简单,易实现产业化。


缺点:粒径不容易控制,分布不均匀,形貌不规则,合成过程需要惰性气体保护。


二、铁红法



1.铁红粉制备


①加入硫酸,将废铁溶解得到FeSO4

②加入NaOH,与FeSO4反应得到沉淀Fe(OH)2

③Fe(OH)2经过烧结后分解为Fe2O3

④通过水洗除掉Fe2O3中的Na杂质


2.磷酸铁锂制备


①铁红粉与磷酸二氢氨、碳酸锂分散、研磨

②喷雾干燥

③高温烧结进行反应

④粉碎制得LFP


优点:原料价格低,改善材料的导电性


缺点:使用硫酸,不易管控;过程中需要排除大量的废水,同时产生大量氨气,不易处理,环保压力大。


三、全湿法


全湿法(水热)是一种比较先进的制备工艺,是将硫酸亚铁、氢氧化锂和磷酸溶于水中或其他溶剂中,通过水热过程进行反应合成磷酸铁锂的工艺。



优点:物相均匀、粉体粒径小以及操作简便,批量稳定性好、原料价廉易得,不需要惰性气氛。


缺点:粒径不均匀、物相不纯净、设备投资大以及工艺较复杂


四、磷酸铁法



1.磷酸铁制备


①加入硫酸,将废铁溶解得到FeSO4

②加入(NH4)3PO4,与FeSO4反应得到沉淀FePO4


2.磷酸铁锂制备


①磷酸铁与碳酸锂或氢氧化锂分散、研磨

②喷雾干燥

③高温烧结进行反应

④粉碎制得LFP


优点:循环性能好,价格低廉


缺点:生产周期长,能耗高,污染严重,产品批次稳定性差


五、自热蒸发液相法


1.硝酸铁制备


加入硝酸,与纯铁反应得到Fe(NO3)3,排出一氧化氮


2.硝酸锂制备


加入硝酸,与碳酸锂反应生成硝酸锂,少量二氧化碳排出


3.磷酸铁锂制备


①向硝酸锂中加入铁源、磷源,加热反应,生成LiFePO4?NH3,排出二氧化氮

②流化床干燥

③辊道窑烧结,分解LiFePO4?NH3,得到LiFePO4

④气流粉碎


优点:低温性能优异,循环性能良好


缺点:纯铁无明显价格优势,硝酸具有强氧化性及腐蚀性,不易管控,且反应排出的一氧化氮、二氧化氮均为有毒气体,此工艺环保压力巨大。工艺过程复杂,不利于成本控制。


以上几种工艺是磷酸铁锂生产中常用到的,可以看出几乎每种工艺都离不开研磨设备,作为磷酸铁锂制备的关键步骤,研磨的效果直接影响产品最终性能。因此选择合适的球磨机至关重要。以下几种研磨设备能在磷酸铁锂的生产中助您一臂之力。


循环式搅拌球磨机QX系列

来源:无锡泰贤粉体科技有限公司


搅拌球磨机SX系列

来源:无锡泰贤粉体科技有限公司


棒销式分散研磨机SMLYU系列

来源:无锡泰贤粉体科技有限公司


(www.188betkr.com 编辑整理/墨玉)

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