正极材料磷酸铁锂的制备方法

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磷酸铁锂在自然界中以磷酸盐锂矿的形式存在，具有有序的橄榄石结构。 磷酸锂化学分子式为：LIMPO4，其中锂为正极；中心金属铁为正极价；磷酸盐为负极价，常用作锂电池正极材料材料。 磷酸铁锂电池的应用领域有：储能设备、电动工具、轻型电动车、大型电动车、小型设备及移动电源等，其中新能源电动汽车用磷酸铁锂占磷酸铁锂电池总用量的45%。

二、磷酸铁锂作为锂电电极材料相比于其他锂电池正极材料，橄榄石结构更具有安全、环保、廉价、长效、耐高温性能好等优点，是目前最有潜力的锂离子电池正极材料之一。 安全性能是高磷酸盐晶体中存在坚固的PO键，难以分解，在过充和高温过程中不会发生结构坍塌或生成强氧化物。

循环寿命长铅酸电池循环寿命在300次左右，使用寿命在1至1.5年之间。 而磷酸铁锂电池的数量可以达到2000块以上，理论使用寿命为7-8年。

高温性能好是高温无铁磷酸盐的热峰可达350℃~500℃，而锰酸锂和钴酸锂仅为200℃左右。 环境友好型磷酸铁锂电池一般被认为不含重金属和稀有金属，无毒、无污染，是绝对的绿色环保电池。 磷酸铁锂作为正极材料的充放电机理不同于其他常规材料，充放电的电化学体现在磷酸铁锂的两相中，其充放电反应如下：充电反应：放电反应：充电时，Li+脱离磷酸铁锂，Fe2+失去一个电子变成FE3+；放电时，Li+嵌入磷酸铁锂中变成LifePo4。

Li+的变化发生在Lifepo4/Fepo4界面处，因此充放电曲线很平坦，电位也比较稳定，适合做电极材料。 三、磷酸铁锂的制备 用磷酸铁锂的配料制备。 常见的锂源、铁源、碳源、磷源如下：磷酸铁锂粉末的制备会影响其作为正极材料的性能。

磷酸铁锂的制备方法很多，主要有高温固相反应法、碳热还原法、非矿化水热法、喷雾热解法、溶胶-凝胶法、全沉淀法等。 1. 高温固相反应法高温固相反应法是制备磷酸铁锂目前发展最为成熟和应用最为广泛的方法。

将铁源、锂源、磷源用化学计量比混合均匀后，在惰性气氛中，先在较低温度(300～350℃)下烧结5～10h，使原料初步分解，然后在高温(600～800℃)下烧结10～20h，即可得到橄榄石型磷酸铁锂。 高温固相法合成磷酸铁锂工艺简单，制备条件容易控制，缺点是晶体尺寸较大，粒径不易控制，分布不均匀，形状也不规则，产品范围较差。 2.

碳热还原法碳热还原法是在原料混合中添加碳源（淀粉、蔗糖等），通常与高温固相配合使用，碳源在高温煅烧时能将Fe3+还原为Fe2+，避免反应过程中生成Fe3+，这样的合成工艺更加合理，但反应时间相对较长，控制也更加严格。 3.

喷雾热解法喷雾热解是获得粒度均匀、形状规则的磷酸铁锂粉末的有效方法。 将前驱体随载气送入450~650℃的反应器，经过高温反应得到磷酸铁锂。 采用喷雾热解法制备的前驱体雾化球粒径高，且粒度分布均匀。

经过高温反应，得到气化磷酸盐。 磷酸铁锂球体有利于增大材料的比表面积，提高材料的体积比能量。 4.

水热法是一种液相合成法，是指在密闭的压力容器内进行的化学反应，由进行化学反应的原料经过滤洗涤、烘干后得到成品。 经高温煅烧可得到磷酸铁锂。 水热法制备铁氧体具有晶形和颗粒大小容易控制、粒径平均、粒径小、工艺简单等优点，但需要高温高压设备，成本较高，工艺复杂繁琐。

除上述方法外，还有常见的沉淀法、溶胶-凝胶法、氧化-还原法、乳化干燥法、微波烧结法等。 4. 摘要虽然磷酸铁锂的制备方法很多，但除了高温固相反应法外，大部分处于实验室研究阶段。

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主要从事电化学理论及应用、能源材料等方面的研究，在锂离子电池正极材料的研发及产业化方面取得突出成果。 主持和参与国家、省部级科研项目20余项，其中包括国家发改委重大产业化专项、国家科技部863项目一项，负责国家科技支撑计划项目一项、国家火炬计划项目一项以及湖南省重点科技攻关项目多项。 在锂离子电池正极材料的产业化方面取得突出成果，成功实现钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂的产业化。

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