正極材料磷酸鐵鋰的製備方法

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磷酸鐵鋰在自然界中以磷酸鹽鋰礦的形式存在，具有有序的橄欖石結構。 磷酸鋰化學分子式為：LIMPO4，其中鋰為正極；中心金屬鐵為正價；磷酸鹽為負極三價材料，常用作鋰電池正極材料。 磷酸鐵鋰電池的應用領域有：儲能設備、電動工具、輕型電動車、大型電動車、小型設備及行動電源等，其中新能源電動車用磷酸鐵鋰佔磷酸鐵鋰電池總用量的45%。

二、磷酸鐵鋰作為鋰電電極材料相較於其他鋰電池正極材料，橄欖石結構更具有安全、環保、廉價、長效、耐高溫性能好等優點，是目前最有潛力的鋰離子電池正極材料之一。 安全性能是高磷酸鹽晶體中存在堅固的PO鍵，難以分解，在過充和高溫過程中不會發生結構坍塌或生成強氧化物。

循環壽命長鉛酸電池循環壽命約300次，使用壽命在1至1.5年之間。 而磷酸鐵鋰電池的數量可以達到2000塊以上，理論使用壽命為7-8年。

高溫性能好是高溫無鐵磷酸鹽的熱峰可達350℃~500℃，錳酸鋰和鈷酸鋰僅約200℃。 環境友善磷酸鐵鋰電池一般被認為不含重金屬和稀有金屬，無毒、無污染，是絕對的綠色環保電池。 磷酸鐵鋰作為正極材料的充放電電機理不同於其他常規材料，充放電的電化學體現在磷酸鐵鋰的兩相中，其充放電反應如下：充電反應：放電反應：充電時，Li+從LifePO4中脫離，Fe2+失去一個電子變成FE3+；放電時，Li+嵌入亞磷酸鐵形成LifePo4。

Li+的變化發生在Lifepo4/Fepo4界面處，因此充放電曲線很平坦，電位也較穩定，適合做電極材料。 三、磷酸鐵鋰的製備 用磷酸鐵鋰的配料製備。 常見的鋰源、鐵源、碳源、磷源如下：磷酸鐵鋰粉末的製備會影響其作為正極材料的性能。

磷酸鐵鋰的製備方法很多，主要有高溫固相反應法、碳熱還原法、非礦化水熱法、噴霧熱解法、溶膠-凝膠法、全沉澱法等。 1. 高溫固相反應法高溫固相反應法是製備磷酸鐵鋰目前發展最成熟且應用最廣泛的方法。

將鐵源、鋰源、磷源用化學計量比混合均勻後，在惰性氣氛中，先在較低溫度(300～350℃)下燒結5～10h，使原料初步分解，再在高溫(600～800℃)下燒結10～20h，即可得到橄欖石型磷酸鐵鋰。 高溫固相法合成磷酸鋰鐵製程簡單，製備條件容易控制，缺點是晶體尺寸較大，粒徑不易控制，分佈不均勻，形狀也不規則，產品範圍較差。 2.

碳熱還原法碳熱還原法是在原料混合中添加碳源（澱粉、蔗糖等），通常與高溫固相配合使用，碳源在高溫煅燒時能將Fe3+還原為Fe2+，避免反應過程中生成Fe3+，這樣的合成製程更合理，但反應時間相對較長，控制也更加嚴格。 3.

噴霧熱解法噴霧熱解是獲得粒度均勻、形狀規則的磷酸鋰鐵粉末的有效方法。 將前驅體隨載氣送入450~650℃的反應器，經高溫反應後得到磷酸鐵鋰。 以噴霧熱解法製備的前驅體霧化球粒徑高，且粒徑分佈均勻。

經過高溫反應，得到氣化磷酸鹽。 磷酸鐵鋰球體有利於增大材料的比表面積，提高材料的體積比能量。 4.

水熱法是一種液相合成法，指在密閉的壓力容器內進行的化學反應，由進行化學反應的原料經過濾洗滌、烘乾後得到成品。 經高溫煅燒可得到磷酸鋰鐵。 水熱法製備鐵氧體具有晶形和顆粒大小容易控制、粒徑平均、粒徑小、製程簡單等優點，但需要高溫高壓設備，成本較高，製程複雜繁瑣。

除上述方法外，還有常見的沉澱法、溶膠-凝膠法、氧化-還原法、乳化乾燥法、微波燒結法等。 4. 摘要雖然磷酸鐵鋰的製備方法很多，但除了高溫固相反應法外，大部分處於實驗室研究階段。

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