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磷酸铁锂前驱体磷酸铁工艺路线探讨

发布:jinrundianli浏览:907次

磷酸铁锂前驱体磷酸铁工艺路线探讨

博乐棋牌磷酸铁路线的基本工艺流程,主要包括磷酸铁前驱体的生产、湿法球磨、喷雾干燥、烧结这几个主要步骤,其中最重要的是磷酸铁前驱体的生产。

对于磷铁路线而言,磷酸铁是LFP的前驱体,其产品质量将直接决定最终LFP产品的电化学性能和加工性能,磷酸铁做好了,磷酸铁锂材料也就成功了一大半。另一方面,如果LFP厂家自己不生产磷酸铁,不仅产品质量不能从源头有效控制,而且原材料供应也将受制于人。

因此,从生产成本和产品品质控制的角度而言,笔者认为LFP厂家无论如何必须自己生产磷酸铁,吃透磷酸铁的合成工艺。目前,磷酸铁一般采用液相氧化沉淀工艺,那么工艺参数的设置就直接影响到产品的BET、颗粒形貌、粒径以及粒径分布、铁磷比、含水率和杂质含量等各项指标。

为了严格保证磷酸铁品质的一致性,必须使用连续式而不是间歇式反应釜进行生产,严格控制反应过程的流速、搅拌、温度、pH值等因素, 这都需要厂家在实践中不断摸索。合成磷酸铁关键也是比较难控制的是母液的pH值,pH值的变化会导致材料的形貌、粒径、微结构和活性变化,将pH计和液流泵通过电脑进行实时反馈控制是个可行的办法。

液相法制备的磷酸铁实际上是由纳米一次颗粒堆积而成的二次颗粒,BET主要决定于一次颗粒大小而于二次颗粒关系度不大,而磷酸铁前驱体的比表面积过大将直接影响到产品的过滤和杂质洗涤。磷酸铁的一次颗粒大小及形貌直接决定最终烧结出来的LFP一次颗粒形貌和大小。

动力型LFP的磷酸铁一次颗粒大小应控制在20-40纳米左右为宜,而容量型的粒径可以适当放宽。铁磷比是关键指标中最重要的一项,一般而言铁磷比应严格控制在0.98-1.0之间。当然也可以在烧结前调整铁磷比,但这样做必然影响LFP材料批次稳定性和电化学性能。

LFP的杂原子掺杂改性,理论上讲在磷酸铁前驱体阶段进行掺杂是最合适的,因为利用共沉淀原理可以实现杂原子的均匀分布,但实际操作中掺杂量并不是很容易准确控制,这就需要仔细摸索吃透工艺条件。笔者认为在磷酸铁前驱体阶段进行湿法掺杂或者在混料球磨阶段使用干法掺杂都是可行的,关键要看对工艺的掌控程度。


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