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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，2020年新建及改造的5G基站對磷酸鐵鋰電池需求量將達10GWh；到2025年，將增至155.4GWh，市場前景廣闊。

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。

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)一段時間冷卻。

優(yōu)點：工藝簡單，易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化

缺點：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。

鐵紅法

1、鐵紅粉制備

u  加入硫酸，將廢鐵溶解得到FeSO₄

u  加入NaOH，與FeSO₄反應(yīng)得到沉淀Fe（OH）₂

u  Fe（OH）₂經(jīng)過燒結(jié)后分解為Fe₂O₃

u  通過水洗除掉Fe₂O₃中的Na雜質(zhì)

2、磷酸鐵鋰制備

l  鐵紅粉與磷酸二氫氨、碳酸鋰分散、研磨

高速混合機FRM系列

循環(huán)式攪拌球磨機QX系列

l  噴霧干燥

l  高溫?zé)Y(jié)進行反應(yīng)

l  粉碎制得LFP

優(yōu)點：原料價格低，改善材料的導(dǎo)電性

缺點：使用硫酸，不易管控；過程中需要排除大量的廢水，同時產(chǎn)生大量氨氣，不易處理，環(huán)保壓力大。

全濕法

全濕法（水熱）是一種比較先進的制備工藝，是將硫酸亞鐵、氫氧化鋰和磷酸溶于水中或其他溶劑中，通過水熱過程進行反應(yīng)合成磷酸鐵鋰的工藝。

高溫包覆機VCJ系列

優(yōu)點：物相均勻、粉體粒徑小以及操作簡便，批量穩(wěn)定性好、原料價廉易得，不需要惰性氣氛。

缺點：粒徑不均勻、物相不純凈、設(shè)備投資大以及工藝較復(fù)雜

磷酸鐵法

1、磷酸鐵制備

u  加入硫酸，將廢鐵溶解得到FeSO₄

u  加入（NH₄）₃PO₄，與FeSO₄反應(yīng)得到沉淀FePO₄

2、磷酸鐵鋰制備

l  磷酸鐵與碳酸鋰或氫氧化鋰分散、研磨

棒銷式分散研磨機SMLYU系列

l  噴霧干燥

l  高溫?zé)Y(jié)進行反應(yīng)

l  粉碎制得LFP

優(yōu)點：循環(huán)性能好，價格低廉

缺點：生產(chǎn)周期長，能耗高，污染嚴(yán)重，產(chǎn)品批次穩(wěn)定性差

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

?  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

攪拌球磨機SX系列

棒銷式分散研磨機SMLYU系列

?  流化床干燥

?  輥道窯燒結(jié)，分解LiFePO₄·NH₃，得到LiFePO₄

?  氣流粉碎

優(yōu)點：低溫性能優(yōu)異，循環(huán)性能良好，能耗低、批次穩(wěn)定性好

缺點：純鐵無明顯價格優(yōu)勢，硝酸具有強氧化性及腐蝕性，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。

目前，磷酸鐵鋰的利潤空間正不斷被壓縮，迫切需要成本低廉的磷酸鐵制備新工藝和新產(chǎn)品。

新工藝介紹：

1、廢鐵與磷酸制備磷酸鐵      Fe+2H₃PO₄→Fe（H₂PO₄）₂+H₂

                             Fe（H₂PO₄）₂+氧化劑→FePO₄

2、磷酸鐵與鋰源制備LFP      2FePO₄+Li₂CO₃ +2C→2 LiFePO₄+C0₂+C0

3、設(shè)備大型化（如大型砂磨機、大型噴霧干燥，有助于提高單位產(chǎn)能）

優(yōu)勢：

?  廢鐵來源廣泛，價格低廉

?  磷酸無強氧化性，無強腐蝕性，屬于較為安全的酸，易于管控

?  無有毒有害氣體排放，環(huán)保壓力小

?  工藝流程簡便，生產(chǎn)成本優(yōu)勢明顯

?  此工藝制備出的LFP成本可控制在2萬元/噸

納米粒子分散機VSM系列

新工藝通過改變鐵源制備工藝，降低環(huán)保壓力，使磷酸鐵生產(chǎn)成本明顯降低，且制備過程簡單。以其產(chǎn)品可實現(xiàn)大功率快速充放電、適應(yīng)超低溫惡劣條件、安全可靠壽命長、成本相對更低等特點，工藝水平處于國際領(lǐng)先位置。