中國(guó)粉體網(wǎng)訊 磷酸鐵鋰作為一種鋰電池用正極材料，早已在鋰電池體系中廣泛且成熟利用。而磷酸鐵鋰電池因其密度高、體積小、重量輕，電池組供電電量大，被視為5G基站后備電源電池的最佳選擇。據(jù)預(yù)測(cè)，2020年新建及改造的5G基站對(duì)磷酸鐵鋰電池需求量將達(dá)10GWh；到2025年，將增至155.4GWh，市場(chǎng)前景廣闊。
磷酸鐵鋰正極材料的性能在一定程度上取決于材料的形態(tài)、顆粒的尺寸以及原子排列，因此制備工藝尤為重要。目前工業(yè)生產(chǎn)磷酸鐵鋰的主流工藝有：草酸亞鐵法、鐵紅法，全濕法（水熱合成）、磷酸鐵法和自熱蒸發(fā)液相法。
一、草酸亞鐵法
草酸亞鐵法是早期常見的制備工藝，以碳酸鋰、氫氧化鋰為鋰源，草酸亞鐵為鐵源，將原料球磨干燥后，在惰性氣體或者還原氣氛中，以一定的升溫加速加熱到某一溫度，反應(yīng)一段時(shí)間冷卻。
優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
缺點(diǎn)：粒徑不容易控制，分布不均勻，形貌不規(guī)則，合成過程需要惰性氣體保護(hù)。
二、鐵紅法
1.鐵紅粉制備
①加入硫酸，將廢鐵溶解得到FeSO4
②加入NaOH，與FeSO4反應(yīng)得到沉淀Fe(OH)2
③Fe(OH)2經(jīng)過燒結(jié)后分解為Fe2O3
④通過水洗除掉Fe2O3中的Na雜質(zhì)
2.磷酸鐵鋰制備
①鐵紅粉與磷酸二氫氨、碳酸鋰分散、研磨
②噴霧干燥
③高溫?zé)Y(jié)進(jìn)行反應(yīng)
④粉碎制得LFP
優(yōu)點(diǎn)：原料價(jià)格低，改善材料的導(dǎo)電性
缺點(diǎn)：使用硫酸，不易管控；過程中需要排除大量的廢水，同時(shí)產(chǎn)生大量氨氣，不易處理，環(huán)保壓力大。
三、全濕法
全濕法（水熱）是一種比較先進(jìn)的制備工藝，是將硫酸亞鐵、氫氧化鋰和磷酸溶于水中或其他溶劑中，通過水熱過程進(jìn)行反應(yīng)合成磷酸鐵鋰的工藝。
優(yōu)點(diǎn)：物相均勻、粉體粒徑小以及操作簡(jiǎn)便，批量穩(wěn)定性好、原料價(jià)廉易得，不需要惰性氣氛。
缺點(diǎn)：粒徑不均勻、物相不純凈、設(shè)備投資大以及工藝較復(fù)雜
四、磷酸鐵法
1.磷酸鐵制備
①加入硫酸，將廢鐵溶解得到FeSO4
②加入(NH4)3PO4，與FeSO4反應(yīng)得到沉淀FePO4
2.磷酸鐵鋰制備
①磷酸鐵與碳酸鋰或氫氧化鋰分散、研磨
②噴霧干燥
③高溫?zé)Y(jié)進(jìn)行反應(yīng)
④粉碎制得LFP
優(yōu)點(diǎn)：循環(huán)性能好，價(jià)格低廉
缺點(diǎn)：生產(chǎn)周期長(zhǎng)，能耗高，污染嚴(yán)重，產(chǎn)品批次穩(wěn)定性差
五、自熱蒸發(fā)液相法
1.硝酸鐵制備
加入硝酸，與純鐵反應(yīng)得到Fe(NO3)3，排出一氧化氮
2.硝酸鋰制備
加入硝酸，與碳酸鋰反應(yīng)生成硝酸鋰，少量二氧化碳排出
3.磷酸鐵鋰制備
①向硝酸鋰中加入鐵源、磷源，加熱反應(yīng)，生成LiFePO4•NH3，排出二氧化氮
②流化床干燥
③輥道窯燒結(jié)，分解LiFePO4•NH3，得到LiFePO4
④氣流粉碎
優(yōu)點(diǎn)：低溫性能優(yōu)異，循環(huán)性能良好
缺點(diǎn)：純鐵無(wú)明顯價(jià)格優(yōu)勢(shì)，硝酸具有強(qiáng)氧化性及腐蝕性，不易管控，且反應(yīng)排出的一氧化氮、二氧化氮均為有毒氣體，此工藝環(huán)保壓力巨大。工藝過程復(fù)雜，不利于成本控制。
以上幾種工藝是磷酸鐵鋰生產(chǎn)中常用到的，可以看出幾乎每種工藝都離不開研磨設(shè)備，作為磷酸鐵鋰制備的關(guān)鍵步驟，研磨的效果直接影響產(chǎn)品最終性能。因此選擇合適的球磨機(jī)至關(guān)重要。以下幾種研磨設(shè)備能在磷酸鐵鋰的生產(chǎn)中助您一臂之力。
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（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）
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