磷酸亚铁锂的制备及其应用ppt课件

磷酸铁锂的制备及应用。磷酸铁锂的制备与应用，磷酸铁锂的特性，磷酸铁锂电池的电化学反应机理，磷酸铁锂的制备方法，高温固相合成锂离子电池的应用与发展，2。磷酸铁锂的特性，理论容量：170毫安时/克电压平台：3.5伏质量密度：3.64克/立方厘米锂在磷酸铁锂中几乎可以100%嵌入/脱嵌，表现出优异的高温稳定性(60)，3。磷酸铁锂电池的电化学反应机理。正极反应：磷酸铁锂=Li1-xfe po4 xlxe-负极反应：cxlxxe-=CLix电池总反应：磷酸铁锂C=Li1-xFePO4 CLix放电时发生上述反应的逆反应。磷酸铁锂充放电过程中晶体结构变化示意图，磷酸铁锂的反应机理，以LiOHH2O、Fe2O3、NH4H2PO4和碳源为原料，生成磷酸铁锂的反应机理如下：5、磷酸铁锂的制备方法，高温固相合成水热合成溶胶凝胶法微波合成液相共沉淀法，6，FEC 2o 42 H2O；Li2CO3、LiOHNH4H2PO4、(NH4)2HPO 4；碳源，行星球磨；氧化锆球磨罐；氧化锆球，预处理：350-500；反应温度：600850，一般工艺流程，高温固相合成，备注，7，高温固相合成，工艺简单，易于工业化，缺点是研磨和混合的混合均匀性有限，热处理温度高，热处理时间长，产品能耗大，成分、结构、粒度分布差异大等。草酸亚铁在材料的电化学性质上难以控制，相对昂贵。此外，惰性保护气体烧结过程中会产生大量的氨、水和二氧化碳，会产生碳酸氢铵晶体颗粒，造成产品污染。8.水热合成法，可溶性亚铁盐(如FeSO 4)；Li2CO3、LiOHH3PO4碳源等。按化学计量比搅拌混合均匀，处理温度约180，反应温度500800，一般工艺流程，备注9。优点：工艺简单，相均匀，粉末粒度小，缺点：耐高温高压反应器大，难度大，成本高。使用LiOH作为沉淀剂，这需要更多的LiOH消耗，并且增加了原材料的成本。亚稳态FePO4，水热合成法，10，溶胶凝胶法，Fe2AC 3/Fe3(NO3)3容易形成。Li2CO3、LiOHH3PO4、NH4H2PO4、(NH4)2HPO 4；柠檬酸；碳源等。先将各种原料溶解，然后按一定的顺序在搅拌下混合均匀，将混合后的原料加热到60-80形成溶胶，焙烧温度：600-800，一般工艺流程，备注，11，优点前驱体溶液化学均匀性好，凝胶热处理温度低，粉体粒度小，分布窄，粉体烧结性能好，反应过程容易控制，设备简单，有效提高了产品纯度和结晶性能，缺点是干燥收缩率大，工业生产难度大，合成周期长，溶胶-凝胶法，12，微波合成法Li2CO3、LiOHNH4H2PO4、(NH4)2HPO 4；碳源等。可选用国产微波炉，反应时间：10-20分钟，行星球磨；氧化锆球磨罐；氧化锆球，一般工艺流程，备注，13，具有热能利用率高，加热温度均匀，操作简单，合成时间短，消除惰性气体保护，设备投资难以控制，工业化难度大，微波合成法，14，可溶性铁盐，锂盐，磷酸盐等优点。一般形成含有Fe2的深绿色沉淀，预处理：350-500；反应温度：600850，液相共沉淀，一般工艺流程，备注15，廉价无污染颗粒细小均匀，缺点是受沉淀条件限制，原料选择范围小，生产工艺复杂，存在沉淀废液处理问题，限制了其实际应用。液相共沉淀、16、高温固相合成、高温固相合成具有工艺简单、易于工业化等特点。受到磷酸铁锂制造商的青睐，并已成为工业上最常用的合成方法。，18，FeC2O42H2O具有独特的性质。FeC2O4中的Fe2在常温下具有很强的稳定性，不易被氧化成Fe3。因此，氯化铁已成为磷酸铁锂制备中最常用的铁源材料。目前，由于草酸亚铁的价格等问题，使用廉价的三价铁作为铁源的研究现在倾向于四价铁。高温固相合成。前体制备是将称量好的原料充分混合。前驱体的制备主要包括球磨、研磨、液相法等。其中，与球磨法相比，研磨法制备的磷酸铁锂颗粒相对较细。然而，通过液相方法获得的前体材料可以从分子水平上混合原料，这在一定程度上缓解了球磨法原料混合程度有限的问题。高温固相合成，20，高温固相合成，倾斜湿磨，21，对于高温焙烧，目前公认的方法是两段焙烧。第一阶段：原料分解，此时温度约为380；第二阶段：磷酸铁锂的生成阶段，温度一般在600850之间。高温固相合成22高温固相合成23高温煅烧得到磷酸铁锂，其颗粒高度团聚，需要粉碎。实验室使用球磨和研磨进行粉碎。然而，市场上有专门的磷酸铁锂粉碎机。高温固相合成，24，高温固相合成，磷酸铁锂专用粉碎机，25，通过高温固相法获得的磷酸铁锂，粒径分布范围广，此时需要筛选和分级来选择所需的磷酸铁锂。随着手机、笔记本电脑、数码相机、数码摄像机、数码播放器、蓝牙耳机等便携式产品的普及以及未来几年纯电动汽车的发展，对二次电池的需求将继续增加。据预测，未来10年，全球对锂离子电池的需求将增长约200%。27、锂离子电池发展前景28、锂离子电池发展前景29、锂离子电池发展前景，从表中也可以看出，从2009年到2018年，磷酸铁锂的复合增长率高达57.25%，具有很好的发展前景。单位：吨，30，磷酸亚铁锂电池特性，高效率输出：标准放电2 5C，持续大电流放电至10C，瞬时脉冲放电(10S)至20C；高温性能好：外部温度为65时，内部温度高达95，电池放电时温度可达160。电池的结构是安全和完整的。安全性是最好的：如果电池内部或外部损坏，它不会燃烧或爆炸。优异的循环寿命：500次循环后，其放电容量仍大于95%；过放电至零伏不会损坏。快速充电；成本低；对环境无污染。31、磷酸铁锂电池的应用，大型电动汽车：公交车、电动车、旅游车等。电动自行车、高尔夫球车、小型平板车、叉车、清洁车、电动轮椅等。电动工具：电钻、电锯、割草机等。汽车、船只和飞机等玩具的遥控；太阳能和风力发电的储能设备；不间断电源和应急灯、警示灯和矿灯(最安全)；更换相机中的3V一次性锂电池和9V镍镉或镍氢充电电池(尺寸完全相同)；小型医疗设备和便携式仪器等。32，磷酸铁锂电池的应用，33，磷酸铁锂电池的应用，34，磷酸铁锂电池的应用，35，磷酸铁锂电池的应用，36，磷酸铁锂电池的应用，37。2009年，全球磷酸铁锂电池正极材料制造商有：化合价(美国)、A123(美国)、天津斯特朗。两家美国公司的总产能约为1000吨。天津斯特朗2009年的产能为2000吨/年，成为世界上第一家磷酸铁锂电池正极材料供应商。同时，计划在2010年将产能扩大至4000吨/年。此外，烟台卓能、38、磷酸铁锂的发展现状，磷酸铁锂的发展前景，业内人士预测，在2010年国内混合动力汽车产业化初期，磷酸铁锂的年需求量将超过15000吨。根据A123的预测，到2010年，全球磷酸铁锂的供应缺口将达到10万吨，导致严重的供应短缺。段介绍，2007年全球对磷酸铁锂正极材料的需求仅为700吨，2008年增加到1800吨。从新能源汽车发展带动的增量来看，每辆混合动力汽车需要50-100公斤磷酸铁锂正极材料，纯电动汽车和混合动力公交车需要约200公斤磷酸铁锂材料。锂电池发展面临的三个主要问题中的第一个是制造的一致性。由于锂铁电池制造工艺和设备的差距，我国锂铁电池制造工艺参差不齐，制造标准不一致。电