磷酸鐵鋰的制造方法

磷酸鋰鐵電池正極材料的生產(chǎn)工藝極大地影響了電池的性能，因此提高和改良工藝是電池產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)重要的因素。既然如此，那磷酸鐵鋰的制造方法是怎么樣的？

下面來(lái)了解幾種磷酸鐵鋰的制造方法，比較一下各自的優(yōu)缺點(diǎn)：
 1.高溫固相法
高溫固相法是磷酸鐵鋰生產(chǎn)的主要方法，也是最成熟的方法。通常以鐵鹽（如草酸亞鐵FeC204·2H，0）、磷酸鹽（如磷酸氫二銨（NHA）。HPOA）和鋰鹽（如碳酸鋰Li，C03）為原料，按化學(xué)計量比充分混勻后，在惰性氣氛中先經(jīng)過(guò)較低溫預分解，再經(jīng)高溫焙燒，研磨粉碎制成。
優(yōu)點(diǎn)：
高溫固相合成法操作及工藝路線(xiàn)設計簡(jiǎn)單，工藝參數易于控制，制備的材料性能穩定，易于實(shí)現工業(yè)化大規模生產(chǎn)。
缺點(diǎn)：
①粉體原料需要長(cháng)時(shí)問(wèn)的研磨混合，且混合均勻程度有限，摻雜改性效果差；
②要求較高的熱處理溫度和較長(cháng)的熱處理時(shí)間，能耗大；
③產(chǎn)物在組成、結構、粒度分布等方面存在較大差別，易出現Fe的雜質(zhì)相；
④材料電化學(xué)性能不易控制；
⑤采用的草酸亞鐵比較貴，材料制造成本較高；反應時(shí)需要大量的惰性保護氣體，惰性氣體成本較高；
⑥同時(shí)燒結過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生氨氣、水、二氧化碳，他們在爐膛內經(jīng)過(guò)冷卻的過(guò)程時(shí)會(huì )產(chǎn)生碳酸氫銨晶體顆粒而造成產(chǎn)品的污染。此外，氨氣的產(chǎn)生不利于環(huán)保，應進(jìn)一步增加尾氣處理設備。
2.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(yè)化的合成方法，多數以磷酸二氫鋰（LiH，PO，）、三氧化二鐵（Fe。0。）或四氧化三鐵、蔗糖為原料，均勻混合后，在高溫和氬氣或氮氣保護下焙燒，碳將三價(jià)鐵還原為二價(jià)鐵，也就是通過(guò)碳熱還原法合成磷酸鐵鋰。
優(yōu)點(diǎn)：
解決了在原料混合加工過(guò)程中可能引發(fā)的氧化反應，使合成過(guò)程更為合理，同時(shí)改善了材料的導電性。
缺點(diǎn)：
反應時(shí)間相對過(guò)長(cháng)，溫度難以控制，產(chǎn)物一致性要求的控制條件更為苛刻，難以適應工業(yè)化生產(chǎn)。
3.水熱合成法
水熱合成法屬于濕法范疇，它是以可溶性亞鐵鹽、鋰鹽和磷酸為原料，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LiFeP04的合成提供了優(yōu)良的惰性環(huán)境。
優(yōu)點(diǎn)：

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(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，且具有易量產(chǎn)、產(chǎn)品批量穩定性好、原料價(jià)廉易得的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中不需要惰性氣氛。
缺點(diǎn)：
水熱合成法制備的產(chǎn)物結構中常常存在著(zhù)鐵的錯位，生成了亞穩態(tài)FePO。影響了產(chǎn)物的化學(xué)及電化學(xué)性能。同時(shí)也存在粒徑不均勻、物相不純凈、設備投資大（耐高溫高壓反應器的設計制造難度大，造價(jià)也高）或工藝較復雜的缺點(diǎn)。