磷酸铁锂正极材料的制备工艺流程

电池行业的每个人都知道磷酸铁锂在这个行业中的地位。与传统铅酸蓄电池相比，它具有较高的能量密度，理论比容量为170mah/g，铅酸蓄电池为40mah/g，安全性高，是目前锂离子电池最安全的正极材料，不含对人体有害的金属元素。使用寿命长，在100%DOD下充放电次数可达2000多次。具有良好的充电性能、低廉的价格和环保性能。但与新型三元材料相比，它还存在着电极离子导电性差、不适合大电流充放电、能量密度低等缺点。

 

 

根据行业最新动向，企业在大力发展三元电池的同时，从未停止过磷酸铁锂的研发。正交橄榄石结构的lifepo4正极材料是否再次成为国内外研究的热点还很难说。今天主要介绍磷酸铁锂正极材料的制备工艺。

 

 

常用的方法有固相合成法、液相合成法、火花等离子烧结法、喷雾热解法和脉冲激光沉积法。常见的途径有水热法、铁红法和磷酸铁法。

主要工艺及设备介绍

 

磷酸铁法具有原料少、不需要溶剂、水混合、无氨排放工艺成本等优点，受到许多材料生产厂家的青睐。主要生产工艺包括混合、喷雾干燥、烧结、粉碎、混合、烘焙和包装。

 

2.1混合物

 

首先，称重材料，加入去离子水，并将它们混合在混合槽中。成分主要是磷酸铁、碳酸锂等材料。碳酸锂是我们锂的主要来源，它是一种无机化合物，化学式为li2co3，单斜晶体或白色粉末，密度2.11g/cm3，熔点723c，溶于稀酸，微溶于水，冷水比热水溶，不溶于醇和丙酮。我们的磷和铁主要来自磷酸铁，又称磷酸铁和正磷酸铁。公式是fepo4。它是一种白色，灰白色单斜晶体粉末，摩尔质量为150.82。溶于硫酸，不溶于其他酸，不溶于水、乙酸和乙醇。

 

 

2.2喷雾干燥

 

混合物被压力喷出来，然后喷进烘干机，变成我们想要的颗粒。喷雾干燥是一种同时干燥和制粒的设备。根据工艺要求，可以调节给水泵的压力、流量和孔口尺寸，以一定比例得到所需的球形颗粒。其工作原理是空气经过过滤和加热后进入干燥机顶部的空气分配器，热空气以螺旋状均匀进入干燥室。塔顶高速离心式雾化器（回转体）雾化成细小的雾滴，与热空气接触，在极短的时间内进入成品。成品从干燥塔和旋风分离器底部连续出口，废气由引风机排出。

 

 

2.3烧结

 

利用锂电池辊底炉对干燥后的物料进行烧结。市场上先进的辊底炉采用先进的红外技术和先进的炉料，提高了设备的热效率。采用先进的温度控制技术，保证温度控制的准确性。采用成熟的炉温设计技术，保证炉温均匀。采用科学合理的传动机构保证推板。平稳的运行和多通道气氛的引入，保证了炉膛内气氛的均匀性和废气的排放，保证了产品的烧成质量。

粉碎

使用气流磨设备，对烧结的材料进行粉碎。气流磨工作原理：压缩空气经拉瓦尔喷咀加速成超音速气流后射入粉碎区使物料呈流态化（气流膨胀呈流态化床悬浮沸腾而互相碰撞），因此每一个颗粒具有相同的运动状态。在粉碎区，被加速的颗粒在各喷咀交汇点相互对撞粉碎。粉碎后的物料被上升气流输送至分级区，由水平布置的分级道筛选出达到粒度要求的细粉，未达到粒度要求的粗粉返回粉碎区继续粉碎。合格细粉随气流进入高效旋风分离器得到收集，含尘气体经集尘器过滤净化后排入大气。

 

2.5 混合分级

对粉碎后的磷酸铁锂粉体混合后，按照颗粒大小进行分级，根据我们的需求，对颗粒过大的重新进行分级。粉体混合设备常用于医药行业，常见的混合设备有双螺旋锥混合、卧式无重力混合机、卧式犁刀混合机。

 

2.6 烘烤

对合格的磷酸铁锂粉料进行烘烤，去除水分。一般使用的是双锥干燥机。工作原理为：双锥干燥机为双锥形的回转罐体，罐内在真空状态下，向夹套内通入蒸汽或热水进行加热，热量通过罐体内壁与湿物料接触。湿物料吸热后蒸发的水汽，通过真空泵经真空排气管被抽走。由于罐体内处于真空状态，且罐体的回转使物料不断的上下、内外翻动，故加快了物料的干燥速度，提高干燥效率，达到均匀干燥的目的。

 

干燥后的粉末，检测合格后就使用成品包装设备，包装后即可发往各电池厂。