磷酸锂鐵電池正極材料生産方法

磷酸锂鐵電池的磷酸鐵锂（LiFePO。，簡稱LFP，也叫锂鐵磷）是指用磷酸鐵锂作爲正極材料的锂離子電池，其工作原理和锂離子電池是一样的。

LiFePO4正確的化學式爲LiMPO4（M可以是任何金屬，如Fe，Co，Mn，Ti等）。

其物理结构为橄榄石结构，从结构来看，可以用在锂離子電池的正极材料还有AyMPO4，Li1-xMFePO4，LiFePO4MO等都可以做正极材料。

其特色是不含貴重元素，原料價格低且磷，鐵，锂在地球上的資源含量豐富，供料不會存在很大問題。

除具有锂電池的共性特點外，還有一些特有的優點，比如其工作電壓適中（3.2V），容量大（170mAh/g），高放電功率，可快速充電且循環壽命長（高達2000次），在高溫與高熱環境樂的穩定性高。

磷酸锂鐵電池正極材料生産方法

1.碳熱還原法

碳熱還原法也是高溫固相法中的一種，是比較容易工業化的合成方法，多數以磷酸二氫锂（LiHPO4）、三氧化二鐵（Fe2O3）或四氧化三鐵、蔗糖爲原料，均勻混合後，在高溫和魚氣或氮氣保護下焙燒，碳將三價鐵還原爲二價鐵，也就是通過碳熱還原法合成磷酸鐵锂。

優點：解決了在原料混合加工過程中可能引發的氧化反應，使合成過程更爲合理，同時改善了材料的導電性。

缺點：反應時間相對過長，溫度難以控制，産物一致性要求的控制條件更爲苛刻，難以適應工業化生産。

2.水熱合成法

水熱合成法屬于濕法範疇，它是以可溶性亞鐵鹽、锂鹽和磷酸爲原料，在水熱條件下直接合成LiFePO4，由于氧氣在水熱體系中的溶解度很小，水熱體系LiFePOA的合成提供了優良的惰性環境。

優點：水熱法可以在液相中制備超微細顆粒，原料可以在分子級混合。具有物相均勻、粉體粒徑小以及操作簡便等優點，且具有易量産、産品批量穩定性好、原料價廉易得的優點。同時生産過程中不需要惰性氣氛。

缺點：水熟合成法制備的産物結構中常常存在著鐵的錯位，生成了亞穩態FePO，影響了産物的化學及電化學性能。同時也存在粒徑不均勻、物相不純淨、設備投資大（耐高溫高壓反應器的設計制造難度大，造價也高）或工藝較複雜的缺點。

3.另外，溶膠一凝膠合成法、液相共沈澱法、微波合成法等也應用在制備LFP原材料上。

這些工藝都有各自的優缺點，但目前通過改良工藝後，應用比較廣泛的還是前3種，美國的A123和加拿大的Phostech公司采用固相法，美國的Valence公司采用碳熱還原法，LG化學利用連續水熱合成法。

在材料制备过程中，导电碳包覆是LiFePO2制备过程中的一项关键技术。A123通过在箔体表面预先涂敷一层高品质导电碳层，有效的降低了电池的内阻，提升了磷酸鐵锂電池的大倍率放电能力。

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