磷酸锂铁电池的磷酸铁锂(LiFePO。,简称LFP,也叫锂铁磷)是指用磷酸铁锂作为正极质料的锂离子电池,其事情原理和锂离子电池是一样的。
LiFePO4准确的化学式为LiMPO4(M可以是任何金属,如Fe,Co,Mn,Ti等)。
其物理结构为橄榄石结构,从结构来看,可以用在锂离子电池的正极质料尚有AyMPO4,Li1-xMFePO4,LiFePO4MO等都可以做正极质料。
其特色是不含珍贵元素,质料价钱低且磷,铁,锂在地球上的资源含量富厚,供料不会保存很大问题。
除具有锂电池的共性特点外,尚有一些特有的优点,好比其事情电压适中(3.2V),容量大(170mAh/g),高放电功率,可快速充电且循环寿命长(高达2000次),在高温与高热情形乐的稳固性高。
磷酸锂铁电池正极质料生产要领
1.碳热还原法
碳热还原法也是高温固相法中的一种,是较量容易工业化的合成要领,大都以磷酸二氢锂(LiHPO4)、三氧化二铁(Fe2O3)或四氧化三铁、蔗糖为质料,匀称混淆后,在高温顺鱼气或氮气掩护下焙烧,碳将三价铁还原为二价铁,也就是通过碳热还原法合成磷酸铁锂。
优点:解决了在质料混淆加工历程中可能引发的氧化反应,使合成历程更为合理,同时改善了质料的导电性。
弱点:反应时间相对过长,温度难以控制,产品一致性要求的控制条件更为苛刻,难以顺应工业化生产。
2.水热合成法
水热合成法属于湿法领域,它是以可溶性亚铁盐、锂盐和磷酸为质料,在水热条件下直接合成LiFePO4,由于氧气在水热系统中的消融度很小,水热系统LiFePOA的合成提供了优良的惰性情形。
优点:水热法可以在液相中制备超微细颗粒,质料可以在分子级混淆。具有物相匀称、粉体粒径小以及操作轻盈等优点,且具有易量产、产品批量稳固性好、质料价廉易得的优点。同时生产历程中不需要惰性气氛。
弱点:水熟合成法制备的产品结构中经常保存着铁的错位,天生了亚稳态FePO,影响了产品的化学及电化学性能。同时也保存粒径不匀称、物相不纯净、装备投资大(耐高温高压反应器的设计制造难度大,造价也高)或工艺较重大的弱点。
3.另外,溶胶一凝胶合成法、液相共沉淀法、微波合成法等也应用在制备LFP原质料上。
这些工艺都有各自的优弱点,但现在通过改良工艺后,应用较量普遍的照旧前3种,美国的A123和加拿大的Phostech公司接纳固相法,美国的Valence公司接纳碳热还原法,LG化学使用一连水热合成法。
在质料制备历程中,导电碳包覆是LiFePO2制备历程中的一项要害手艺。A123通过在箔体外貌预先涂敷一层高品质导电碳层,有用的降低了电池的内阻,提升了磷酸铁锂电池的大倍率放电能力。