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一、背景
磷酸鐵鋰（分子式LiFePO4，簡稱LFP）是鋰離子電池的一種正極材料，其特點(diǎn)是原材料價(jià)格低廉、工作電壓適中、比容量大、比功率高、可快速充電、循環(huán)壽命長、穩(wěn)定性高等。
1996年，日本NTT（電信電話株式會(huì)社）最早報(bào)道了磷酸鐵鋰的橄欖石型晶體特征。1997年美國德州大學(xué)Goodenough教授研究團(tuán)隊(duì)也接著報(bào)道了LFP的可逆性嵌入脫出鋰離子性能及其橄欖石結(jié)構(gòu)。美國與日本不約而同地發(fā)表磷酸鐵鋰的橄欖石結(jié)構(gòu)(LiMPO4)，使得該材料受到了極大的重視，并引起廣泛的關(guān)注和迅速的發(fā)展。
雖然磷酸鐵鋰具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但是LFP材料卻存在致命的缺陷，電子電導(dǎo)率低等。2001年，Velence首先發(fā)現(xiàn)了碳包覆和碳熱還原技術(shù)，成功解決了LFP電導(dǎo)率低的問題，使磷酸鐵鋰材料的性能進(jìn)一步提高，緊接著A123SYSTEMS的技術(shù)團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了離子摻雜和納米化技術(shù)，大幅提高磷酸鐵鋰的導(dǎo)電性，磷酸鐵鋰開始進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用階段。
二、磷酸鐵鋰正極材料的生產(chǎn)配方
磷酸鐵：純度99.5%以上，D90粒度小于5um；碳酸鋰：純度99.5%以上，D90粒度小于5um ；蔗糖：純度99.5%以上，D90粒度小于5um ； 純水：電導(dǎo)率大于10兆歐；氮?dú)猓?/span>99.999% ；分散劑：聚乙二醇(PEG)。
三、磷酸鐵鋰正極材料的工藝過程及其與粉體設(shè)備的關(guān)系
1.磷酸鐵烘干除水
（1）烘房烘干工序：不銹鋼匣缽裝滿原料磷酸鐵置入烘房，調(diào)節(jié)烘房溫度220± 20℃，6-10小時(shí)烘干。出料轉(zhuǎn)下一工序至回轉(zhuǎn)爐燒結(jié)。
（2）回轉(zhuǎn)爐燒結(jié)工序：回轉(zhuǎn)爐升溫、通氮?dú)膺_(dá)到要求后，進(jìn)料（來自上工序烘房的 物料），調(diào)節(jié)溫度540±20℃，燒結(jié)8-12小時(shí)。
此過程包括兩道工序，分別是烘房烘干工序、 回轉(zhuǎn)爐燒結(jié)工序，與之對應(yīng)的兩種粉體設(shè)備是烘房、回轉(zhuǎn)爐。
2.研磨機(jī)混料工序
（1）碳酸鋰研磨：稱量碳酸鋰13Kg、蔗糖12Kg、純水50Kg，混合研磨1-2小時(shí)。暫停。
（2）混合研磨：在上述混合液中加入磷酸鐵50Kg，純水25Kg，混合研磨1-3小時(shí)。停機(jī)，出料轉(zhuǎn)入分散機(jī)。取樣測粒度。
（3）清洗：稱量100Kg純水，分3-5次清洗研磨機(jī)，洗液全部轉(zhuǎn)入分散機(jī)。
此過程包括三道工序，分別是碳酸鋰研磨、混合研磨、清洗，涉及到的粉體設(shè)備有研磨機(jī)、混合機(jī)、分散機(jī)。
3.分散機(jī)物料分散工序
將上述兩臺(tái)研磨機(jī)混合好（或者1臺(tái)研磨機(jī)兩次混合）的物料約500Kg（包括清洗研磨機(jī)的物料）一起轉(zhuǎn)入分散機(jī)，再加入100Kg純水，調(diào)節(jié)攪拌速度，充分?jǐn)嚢璺稚?/span>1-2小時(shí)，等待用泵打入噴霧干燥設(shè)備。
此過程包括三道工序，分別是研磨混合、清洗物料、分散攪拌，涉及到的粉體設(shè)備有研磨機(jī)、混合機(jī)、分散機(jī)。
4.噴霧干燥工序
（1）調(diào)節(jié)噴霧干燥設(shè)備的進(jìn)口溫度220±20℃，出口溫度110±10℃，進(jìn)料速度 80Kg/hr，然后，開始進(jìn)料噴霧干燥，得到干燥物料。
（2）可以按照噴霧粒度大小調(diào)節(jié)固含量為15%~30%。
此過程包括兩道工序，分別是調(diào)節(jié)溫度、噴霧干燥，涉及到的粉體設(shè)備是噴霧干燥機(jī)。
5.液壓機(jī)物料壓塊裝料
分別調(diào)節(jié)液壓機(jī)的壓力為150噸和175噸，在模具中裝入噴霧干燥好的物料，保壓一定時(shí)間，壓實(shí)成塊狀。裝入匣缽轉(zhuǎn)入推板爐。同時(shí)，放入幾組散裝樣品，與壓成塊狀的物料進(jìn)行對比。
此過程包括兩道工序，分別是壓塊、裝料，涉及到的粉體設(shè)備有液壓機(jī)、推板爐。
6. 推板爐燒結(jié)
先升溫，通氮?dú)�，達(dá)到氣氛要求100ppm以下，將匣缽?fù)迫胪瓢鍫t，按升溫段300-550℃，4-6小時(shí)；恒溫段750℃8-10小時(shí)；降溫段6-8小時(shí)進(jìn)行，出料。
此過程包括五道工序，分別是升溫、通氮?dú)�、升溫、恒溫、降�?/span>，涉及到的粉體設(shè)備是推板爐。
7.輥壓超細(xì)磨
將推板爐燒好的物料輸入超細(xì)磨，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行輥壓研磨后送入超細(xì)磨進(jìn)行研磨。每批取樣測試粒度。
此過程包括兩道工序，分別是超細(xì)磨、測粒度，涉及到的粉體設(shè)備是研磨機(jī)。
8.篩分、包裝
將研磨物料進(jìn)行篩分、包裝。5Kg、25Kg兩種規(guī)格。
此過程包括兩道工序，分別是篩分、包裝，涉及到的粉體設(shè)備是篩分、包裝機(jī)。
四、磷酸鐵鋰的地位
鋰離子電池因其具有能量密度高、自放電流小、安全性高、可大電流充放電、循環(huán)次數(shù)多、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，越來越多地應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、電動(dòng)汽車、航空航天、軍事裝備等多個(gè)領(lǐng)域。
國家工信部發(fā)布的《2016年1-9月我國電池制造業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況》中顯示，2016年1-9月，我國電池制造業(yè)主要產(chǎn)品中，鋰離子電池累計(jì)完成產(chǎn)量52.4億自然只，同比增長32.8%；其中9月份當(dāng)月完成產(chǎn)量8.0億自然只，同比增長50.5%。鋰離子產(chǎn)品主營業(yè)務(wù)收入同比增長28.4%，實(shí)現(xiàn)利潤總額同比增長81.4%。汽車行業(yè)對鋰離子電池的需求日益擴(kuò)大，信息化時(shí)代的到來更是加速了鋰離子電池的崛起。
鋰離子電池的正極材料種類較多，主要品種有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳錳鈷三元材料及磷酸鐵鋰。其中，磷酸鐵鋰具有另外兩種材料所不具備的循環(huán)壽命和材料成本方面的潛在優(yōu)勢（更高的安全性、更長的使用壽命、不含任何重金屬和稀有金屬、原材料成本低、支持快速充電、工作溫度范圍廣），被業(yè)界普遍看好，代表著動(dòng)力電池正極材料的未來發(fā)展方向。
五、粉體設(shè)備的市場方向
不難發(fā)現(xiàn)，磷酸鐵鋰正極材料的制備工藝每個(gè)步驟都離不開粉體設(shè)備的參與，這就為粉體設(shè)備的未來提供了一個(gè)全新的方向。
從石器時(shí)代到鐵器時(shí)代，粉體設(shè)備無不扮演著重要的角色。隨著粉體技術(shù)與設(shè)備的不斷提高與積累，粉體實(shí)現(xiàn)了從微顆粒、超細(xì)化到納米化再到功能化與復(fù)合化的發(fā)展。與此同時(shí)，面對能源日漸枯竭、資源不斷減少、環(huán)境嚴(yán)重污染的緊迫局面，對于粉體設(shè)備來說，既是嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，又是發(fā)展的機(jī)遇，粉體設(shè)備已擔(dān)負(fù)起重大的、長遠(yuǎn)的責(zé)任。
六、涉及到的粉體設(shè)備廠商推薦匯總
細(xì)川密克朗(上海）粉體機(jī)械有限公司、北京瑞馳拓維科技有限公司、廣東派勒智能納米科技股份有限公司、沈陽飛機(jī)研究所粉體公司、四川巨子粉體設(shè)備有限公司、四川極速動(dòng)力超微粉體設(shè)備制造有限公司、四川豐能粉體設(shè)備有限公司、綿陽流能粉體設(shè)備有限公司、上海細(xì)創(chuàng)粉體裝備有限公司、密友集團(tuán)有限公司、浙江豐利粉碎設(shè)備有限公司、昆山強(qiáng)威粉體設(shè)備有限公司、浙江力普粉碎設(shè)備有限公司、宜興宏達(dá)通用設(shè)備有限公司、廣州福滔微波設(shè)備有限公司、常州力馬干燥科技有限公司、江蘇宇通干燥工程有限公司、常州市和正干燥設(shè)備有限公司、常州新馬干燥工程有限公司、常州市優(yōu)博干燥工程有限公司、耐馳（上海）機(jī)械儀器有限公司、上海依肯機(jī)械設(shè)備有限公司、川田機(jī)械製造(上海)有限公司、上海申銀機(jī)械(集團(tuán))有限公司、東莞市利騰達(dá)機(jī)械有限公司、上海弗魯克科技發(fā)展有限公司、常州義邁機(jī)械制造有限公司、江蘇宇通干燥工程有限公司、無錫天陽干燥設(shè)備有限公司、漢瑞普澤粉粒體技術(shù)（上海）有限公司、上海威澤爾機(jī)械設(shè)備制造有限公司、重慶帕泰克機(jī)械設(shè)備制造有限公司、北京燕山中島包裝設(shè)備有限公司、無錫市麥杰機(jī)械工程有限公司、常州力馬包裝科技有限公司、咸陽鴻峰窯爐設(shè)備有限公司、宜興邦世達(dá)爐業(yè)有限公司、咸陽藍(lán)光熱工科技有限公司、鄭州嵩山工業(yè)窯爐有限公司……
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