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磷酸铁锂的一致性为什么难以解决说到磷酸铁锂(LFP)的实际应用,人们经常诟病磷酸铁锂(LFP)材料的一个最主要缺点就是批次稳定性的问题。即主要是磷酸铁锂(LFP)材料的一致性和磷酸铁锂(LFP)电池成品率的问题。对于磷酸铁锂(LFP)材料生产批次的一致性问题,一致性不好是绝对的,产品的一致性好才是相对的!对于磷酸铁锂(LFP)生产的一致性问题,大多数都是从生产环节来考虑的。比如技术有没有完全吃透,在小试到中试和中试到生产线建设过程缺乏系统工程设计以及生产技术成果的“源头”与生产商转化过程的衔接出现问题等等。还有的问题就是原材料状态控制和生产工艺设备状态控制问题等等,这些都是影响磷酸铁锂(LFP)生产一致性的原因。这些原因当然很重要,但磷酸铁锂(LFP)生产一致性问题有它化学反应热力学上的根本性原因。从材料制备角度来说,磷酸铁锂的合成反应是一个复杂的多相反应,有固相磷酸盐、铁的氧化物以及锂盐,外加碳的前驱体以及还原性气相。反应过程的热力学模拟计算就表明,在这个多相反应里铁存在着被从+2价还原到单质的可能,并且在这样一复杂的多相反应过程中很难保证反应微区的一致性,其后果就是微量的+3价铁和单质铁可能同时存在在磷酸铁锂(LFP)产物里。单质铁会引起电池的微短路,是电池中最忌讳的物质,而+3价铁同样可以被电解液溶解而在负极被还原。我们还可以从另外一个角度对比一下磷酸铁锂(LFP)这个复杂的多相反应。对于其它的几种锂电正极材料(L C O,LMO,NMC,NCA)而言,反应过程从根本上讲都是氧化过程。氧化过程的控制是很简单的,因为大气气氛就是氧化气氛,如果氧化不完全只要增加氧气浓度(比如NCA的合成)或者煅烧时间就可以达到元素化合价的完全一致。而磷酸铁锂(LFP)的是在弱还原性气氛下面的多相固态反应,那么从本质上来讲就比氧化反应要难以控制得多,因为反应微区会不可避免的存在还原不彻底和过度还原的可能性。其实我们经常讨论的磷酸铁锂(LFP)产品一致性差的根源就在这里,热力学上的原因从根本上没法克服!生产过程的自动化,是提高磷酸铁锂(LFP)材料批次稳定性的主要手段。但要强调的是,材料不同批次之间的差异只能通过工艺和设备的不断完善改进而提高到磷酸铁锂(LFP)实际应用可以接受的波动范围之内,而不可能做到完全一致。材料生产难题和铁杂质的顾虑,是日本一直不将该材料作为动力型锂离子电池正极材料的主要原因。有些人认为日本人不走磷酸铁锂(LFP)路线是由于专利的原因,认为这其实是非常肤浅的认识。专利的授权和转让在跨国公司之间都是家常便饭,如果日本人认为磷酸铁锂(LFP)值得产业化,支付一笔专利费对日韩这些锂电大佬来说自然不是什么问题。日韩其实都对磷酸铁锂(LFP)有过非常深入细致地研究,他们认为磷酸铁锂(LFP)生产技术上的困难和磷酸铁锂(LFP)电池技术上的缺陷不是很适合用于动力电池领域,加上日韩在LMO上

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