發(fā)布時間：2023-03-29 15:34:00 點擊：

磷酸鐵鋰具有橄欖石結(jié)構(gòu)，循環(huán)性能好、電化學(xué)性能穩(wěn)定、價格低廉等特點，常用作動力鋰離子電池正極材料。
磷酸鐵鋰的分子表達(dá)式為LiFePO4 ，其在鋰電池充放電過程中的作用原理為：
當(dāng)鋰電池充電時，鋰離子Li+從磷酸鐵鋰正極材料LiFePO4 中脫離，穿過電池隔膜和電解液后嵌入負(fù)極材料，完成充電過程，失去Li+的LiFePO4變成脫鋰產(chǎn)物—磷酸鐵FePO4。
當(dāng)鋰電池放電時，Li+從負(fù)極材料中脫離，穿過電池隔膜和電解液后回到正極材料，F(xiàn)ePO4在Li+嵌入后變回LiFePO4 ，完成放電過程。

磷酸鐵鋰制備工藝多樣，主要分為固相法，液相法這兩大主流工藝。固相法是目前最成熟也是應(yīng)用最廣的磷酸鐵鋰合成方法，液相法工藝難度較大。今天小編給大家介紹幾種磷酸鐵鋰制備工藝方法：

1.固相法---草酸亞鐵工藝路線

鋰鹽: 碳酸鋰LiCO3、氫氧化鋰 LiOH、醋酸鋰CH3COOLi,

鐵源：草酸亞鐵FeC2O4.H2O;草酸亞鐵Fe(CH3COO)2,

磷源 : 磷酸二氫銨 NH4H2PO4、磷酸氫二銨 (NH4) 2HPO4

固相法---草酸亞鐵工藝路線優(yōu)缺點

優(yōu)點：目前最主流的生產(chǎn)路線，工藝簡單，易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
缺點：
1、 草酸亞鐵純度低，副產(chǎn)品FeSO4 很多，放置一段時間三價鐵會比較多。
2、 草酸亞鐵原料形貌控制非常困難，導(dǎo)致成品磷酸鐵鋰加工性能較差。
3、 由于采用三種原料，混料的均勻性控制差，容易氧化，對燒結(jié)爐的氣氛保護(hù)氣筒要求較高。
4、 工藝路線能耗高，生產(chǎn)周期長，排除的氨氣有污染，產(chǎn)品的燒成率低 于50%,成品率過低。

2.碳熱還原法---磷酸鐵工藝路線

鋰鹽：碳酸鋰Li?CO?、氫氧化鋰LiOH、醋酸鋰CH?COOLi

鐵源和磷源 ：磷酸鐵FePO? ·4H?O

碳源：葡萄糖、蔗糖、酚醛樹脂、炭黑等

代表企業(yè)：湖南裕能，國軒高科、湖北萬潤，安達(dá)科技，龍蟠科技，豐元鋰能等

磷酸鐵工藝路線的優(yōu)缺點：

優(yōu)點：

1、 可實現(xiàn)一次球磨、 一次干燥和一次燒結(jié)，工藝簡單，能耗少；

2、 燒成率接近70%,原材料易混合均勻，顆粒較細(xì)；

缺點：

1、磷酸鐵鋰材料性能嚴(yán)重依賴磷酸鐵原料的品質(zhì)，原材料的鐵磷比不可控。

2、 磷酸鐵一項就達(dá)到原料成本的50%以上，必須大幅消減成本，才能讓其優(yōu)質(zhì)的電性能和市場價格相匹配。

3.碳熱還原法---鐵紅工藝路線

鋰源和磷源：磷酸二氫鋰LiH?PO?

碳源：葡萄糖、蔗糖、酚醛樹脂、炭黑等

鐵紅工藝路線的優(yōu)缺點：

優(yōu)點：

1、原料成本低

2、該工藝路線生產(chǎn)的磷酸鐵鋰形貌可控，加工性能最好，

3、 因采用兩種原料，混料均勻性控制較好，無需考慮三價鐵源在干燥過程中的氧化問題，穩(wěn)定性控制較好。只需要采用一次燒結(jié)，工藝流程簡單，易控制，成品率高達(dá)80%左右。    

缺點：

1、氧化鐵紅雜質(zhì)較高，純度很難高于99%;

2、磷酸二氫鋰中的磷酸根和鋰不易實現(xiàn)準(zhǔn)確化學(xué)計量比。

3、容量是最差的，產(chǎn)品性價比偏低。

4.液相法--水熱法

鋰鹽：碳酸鋰Li?CO? 、氫氧化鋰 LiOH、 醋酸鋰CH?COOLi

鐵源：硫酸亞鐵FeSO4 ·7H2O

磷源：H? PO?

碳源：葡萄糖、蔗糖、酚醛樹脂、炭黑等

水熱法工藝路線的優(yōu)缺點：

優(yōu)點：
1、原料成本低，品質(zhì)容易控制，工藝重現(xiàn)性好；
2、 電化學(xué)性能好，尤其是低溫性能好；     
缺點：
1、鋰的摩爾投入量是鐵的三倍，需考慮鋰的回收，回收成本高；

2、對反應(yīng)釜的溫度、壓力、耐腐蝕性能等要求高，難以大規(guī)模批量生產(chǎn)。

不同生產(chǎn)路線比較

(1)草酸亞鐵路線仍然是目前最主流的合成路線，但設(shè)備依存度較高，生產(chǎn)周 期比較長，形貌調(diào)控問題是該路線的難點，導(dǎo)致穩(wěn)定性不理想。

(2)氧化鐵工藝路線比較成熟，產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)強，穩(wěn)定性好，成本和性能方面都 有較大的優(yōu)勢；

(3)磷酸鐵路線成本比較高，僅磷酸鐵一項就達(dá)到原材料成本的50%以上，必須大幅削減成本，才能讓其優(yōu)質(zhì)的電性能和市場價格相匹配。