磷酸鐵鋰主要工藝流程圖

目前磷酸鐵的主流制備方法有：
固相法（例如高溫固相法、碳熱還原法）；
液相法（例如水熱法、溶膠-凝膠法）。

01、固相法

固相法是磷酸鐵鋰合成中研究最為成熟和大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用最為廣泛的一種。 高溫固相法是LiFePO4合成中最早出現(xiàn)的一種方法，該方法通常使用草酸亞鐵作為鐵源，使用Fe2+作為鐵源合成方法有著工藝簡單、制備條件易于控制等優(yōu)勢。但是制備出的產(chǎn)物還存在晶體尺寸大、粒徑不可控、分布不均和形貌不規(guī)則等問題，所以會造成磷酸鐵的品質(zhì)波動較大的問題。 ?

? 碳熱還原法是從高溫固相法演變出來的一種制備技術(shù)，它是將碳源（如淀粉、蔗糖等）作為還原劑添加到原材料混合過程中，用三價鐵作為鐵源，碳源經(jīng)高溫煅燒后，F(xiàn)e3+可被還原成Fe2+，避免反應(yīng)時Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，因此不需要嚴(yán)格控制來阻止Fe2+被氧化，成本更低，更容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。?但這種制備方法存在反應(yīng)時間比較長、條件控制比較苛刻等問題。 ?

? 固相法的最大優(yōu)點(diǎn)在于其制備條件比較易于控制、過程簡單、設(shè)備成本低，更適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。?但是也存在著由于原材料固相混合不均、化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物粒徑大、粒度分布范圍廣、產(chǎn)品批次一致性差等缺點(diǎn)。 ? ? 02 ? ? ?

液相法

液相法有水熱法、溶膠/凝膠法等。?通過利用大量有機(jī)絡(luò)合劑，溶膠/凝膠法可使鋰、鐵和磷元素均勻地分布于原子或分子水平上，但這種制備方法價格昂貴且難以規(guī)模化生產(chǎn)。

水熱法制備工藝是將水作為溶劑并置于密閉壓力容器中，利用原料在高溫高壓下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過過濾洗滌，干燥后獲得納米前驅(qū)體，再經(jīng)過高溫煅燒獲得磷酸鐵鋰。?水熱法生產(chǎn)磷酸鐵鋰有容易控制晶型和粒徑、物相均一、粉體粒徑小以及過程簡單等優(yōu)勢，，但是對于設(shè)備的可靠性及工藝控制有很高的要求，對于安全性也有很高要求，且費(fèi)用昂貴、不易配制壓實(shí)密度大的磷酸鐵鋰等缺點(diǎn)。

液相法具有晶型及粒徑易于控制、物相均勻、工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)，但因其生產(chǎn)條件控制要求高、流程復(fù)雜、設(shè)備成本高等特點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)化難度比固相法要更大。

編輯：黃飛

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