磷酸铁锂的制备

1、磷酸铁锂的制备与表征,锂电池,1970年代埃克森的M.S.Whittingham首个锂电池,1980 J. Goodenough 钴酸锂锂离子电池正极材料,1983M.Thackeray、J.Goodenough 锰尖晶石正极材料,发展历史,1992年索尼公司 首个商用锂离子电池,1996年Padhi和Goodenough发现磷酸盐,锂离子电池已经成为了主流,背景介绍,锂离子电池优点,能量密度大,循环寿命长,绿色”环保,无记忆效应,锂离子电池,锂电池原理,锂电池结构图,磷酸铁锂正负极反应,正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌,充电时：LiFePO4 Li1-xFePO4 + xLi +

2、 xe,放电时：Li1-xFePO4+ xLi + xe LiFePO4,负极反应：放电时锂离子脱插，充电时锂离子插入。,充电时：xLi + xe + 6C LixC6,放电时：LixC6 xLi + xe + 6C,充电过程,磷酸铁锂简介,自然界中为橄榄石型 空间群为Pnmb 有良好的动/热力学稳定性,由于位阻效应 电导率和离子扩散率很低,LiFePO4理论容量达到170mAh/g,LiFePO4理论能量密度达到550Wh/Kg,LFP晶体结构,磷酸铁锂制备方法,高温固相合成法（主要方法，也是所述方法）,水热法,微波法,溶胶凝胶法,共沉淀法,主要方法,磷酸铁锂制备方法,备注： 锂源: Li2

3、CO3； 铁源: FePO4； 碳源等其它。 预处理：350500。 烧结温度： 600850。,原材料的选择,锂源: Li2CO3（纯度99%）,铁源: FePO4（由FeSO4和H3PO4合成）,FePO4的制备,前驱物FePO4的制备原材料： 1.FeSO47H2O(工业品，质量分数90%) 2.磷酸（工业品，质量分数85%） 3.过氧化氢（工业品，质量分数27%） 4.磷酸铵（工业品，质量分数98%）,液相法合成FePO4,用水溶解,加浓硫酸酸化,用过氧化氢氧化,黄色沉淀,过滤水洗得碱式磷酸盐,用水调浆，搅拌加入磷酸,（此时氢氧化铁转变成磷酸铁）,过滤,洗涤,烘干,粉碎,产品,所用大型

4、设备,电热恒温鼓风干燥箱,电动搅拌器,大型球磨机,磷酸铁锂的制备,所用原料： 1.锂源: Li2CO3 2.铁源: FePO4 3.有机碳:水溶性酚醛树脂 所用方法：高温固相合成法,FeLiPO4/C的合成路线,FePO4+Li2CO3 Molar rate(1:0.51),共混机中共混 （去离子水）,喷雾干燥,烧结,冷却,粉碎加碳源,烧结,LiFePO4/C 产物,所用大型设备,喷雾干燥机,共混机,混合干燥设备,所用大型设备,马弗炉,隧道炉,烧结设备,产品的破碎与分级,破碎分级的目的： 若粉碎出来的产品不合格或者过粉碎，成品率就会大大降低，成本就会急剧增加。因此要进行破碎分级，减少细粉含量，确保有效的粒度组成，同时此过程中会对样品进行一定程度的整形，增大其振实密度。 破碎分级的要求： 粒度分布窄、无过粉碎和大颗粒，细粉率低，分级精度高； 产品不被过粉碎，减少对于材料中包覆碳的剥离。,所用大型设备,破碎分级设备,气流粉碎分级两连机,电性测试：,连续充电,过量充电,大电流充电,电池评估,振动,撞击,Team No. 2,加速度,挤压,机械性能