磷酸铁锂介绍
锂离子电池作为一种高功能的二次绿色电池，具有高电压、高能量密度（包含体积能量、质量比能量）、低的自放电率、宽的运用温度规模、长的循环寿数、环保、无回忆效应以及能够大电流充放电等长处。锂离子电池功能的改进，很大程度上决定于电极资料功能的改进，尤其是正极资料。现在研讨最广泛的正极资料有LiCoO2、LiNiO2以及LiMn2O4等，但因为钴有毒且资源有限，镍酸锂制备困难，锰酸锂的循环功能和高温功能差等要素，约束了它们的运用和开展。因而，开发新式高能廉价的正极资料对锂离子电池的开展至关重要。
1997年，Padhi等报导了具有橄榄石结构的磷酸铁锂（LiFePO4）能够可逆地嵌脱锂，且具有比容量高、循环功能好、电化学功能安稳、价格低廉等特色，是首选的新一代绿色正极资料，特别是作为动力锂离子电池资料。磷酸铁锂的发现引起了国内外电化学界不少研讨人员的重视，近几年，跟着锂电池的越来越广的运用，对LiFePO4的研讨越来越多。
磷酸铁锂的结构
磷酸铁锂（LiFePO4）具有橄榄石结构，为略微歪曲的六方密堆积，其空间群是Pmnb型，晶型结构如图2.1所示
LiFePO4由FeO6八面体和PO4四面体构成空间骨架，P占有四面体方位，而Fe和Li则填充在八面体空地中，其间Fe占有共角的八面体方位，Li则占有共边的八面体方位。晶格一个FeO6八面体与两个FeO6八面体和一个PO4四面体共边，而PO4四面体则与一个FeO6八面体和两个LiO6八面体共边。因为近乎六方堆积的氧原子的严密摆放，使得锂离子只能在二维平面上进行脱嵌，也因而具有了相对较高的理论密度（3.6g/cm3）。在此结构中，Fe2+/Fe3+相对金属锂的电压为3.4V，资料的理论比容量为170mA·h/g。在资猜中构成较强的P-O-M共价键，极大地安稳了资料的晶体结构，然后导致资料具有很高的热安稳性。
Wang等对LiFePO4的电化学功能做了详细的剖析，图2.2是LiFePO4的循环载荷伏安图，在C-V图中构成两个峰，在阳极扫描时Li+从LixFePO4结构中脱出，在3.52V构成氧化峰；当在4.0～3.0扫描时Li+嵌入到LixFePO4结构中，相应的在3.32V构成复原峰；C-V曲线中的氧化复原峰标明在L iFePO4电极上发生着可逆的锂离子嵌脱反响。
磷酸铁锂的功能
1）高能量密度
其理论比容量为170 mAh/g，产品实践比容量可超越140 mAh/g（0.2C，25°C）；
2）安全性
是现在最安全的锂离子电池正极资料； 不含任何对人体有害的重金属元素；
3）寿数长
在100%DOD条件下，能够充放电2000次以上；（原因：磷酸铁锂晶格安稳性好，锂离子的嵌入和脱出对晶格的影响不大，故而具有杰出的可逆性。存在的缺乏是电极离子传导率差，不适宜大电流的充放电，在运用方面受阻。处理方法：在电极表面包覆导电资料、掺杂进行电极改性。）
磷酸铁锂电池的运用寿数与其运用温度休戚相关，运用温度过低或许过高在其充放电进程及运用进程均发生极大不良危险。尤其在中国北方电动汽车上运用，在秋冬季磷酸铁锂电池无法正常供电或供电电源过低，需调理其作业环境温度坚持其功能。现在，国内处理磷酸铁锂电池恒温作业环境需考虑空间约束问题，较遍及的处理方案是运用气凝胶毡作为保温层。
4）充电功能
磷酸铁锂正极资料的锂电池，能够运用大倍率充电，最快可在1小时内将电池充溢。
磷酸铁锂出产工艺流程
1、磷酸铁烘干除水
（1） 烘房烘干工序：不锈钢匣钵装满质料磷酸铁置入烘房，调理烘房温度220±
20℃，6-10小时烘干。出料转下一工序至回转炉烧结。
（2） 回转炉烧结工序：回转炉升温、通氮气到达要求后，进料（来自上工序烘房的
物料），调理温度540±20℃，烧结8-12小时。
2、研磨机混料工序
正常出产时，两台研磨机一同投入运转，两台设备详细投料和操作相同（调试时一台独自运转亦可），程序如下：
（1）碳酸锂研磨：称量碳酸锂13Kg、蔗糖12Kg、纯水50Kg，混合研磨1-2小时。暂停。
（2）混合研磨：在上述混合液中参加磷酸铁50Kg，纯水25Kg，混合研磨1-3小时。停机，出料转入涣散机。取样测粒度。
（3）清洗：称量100Kg纯水，分3-5次清洗研磨机，洗液悉数转入涣散机。
3、涣散机机物料涣散工序
（1）将2.2两台研磨机混合好（或许1台研磨机两次混合）的物料约500Kg（包含清洗研磨机的物料）一同转入涣散机，再参加100Kg纯水，调理拌和速度，充沛拌和涣散1-2小时，等候用泵打入喷雾枯燥设备。
4、喷雾枯燥工序
（1）调理喷雾枯燥设备的进口温度220±20℃，出口温度110±10℃，进料速度80Kg/hr，然后，开端进料喷雾枯燥，得到枯燥物料。
（2） 能够依照喷雾粒度巨细调理固含量为15%~30%。
5、液压机物料压块装料别离调理液压机的压力为150吨和175吨，在模具中装入喷雾枯燥好的物料，保压必定时刻，压实成块状。装入匣钵转入推板炉。一同，放入几组散装样品，与压成块状的物料进行比照。
6、 推板炉烧结先升温，通氮气，到达气氛要求100ppm以下，将匣钵推入推板炉，按升温段300-550℃，4-6小时；恒温段750℃8-10小时；降温段6-8小时进行，出料。
7、 辊压超细磨
将推板炉烧好的物料输入超细磨，调理转速，进行辊压研磨后送入超细磨进行研磨。每批取样测验粒度。
8、筛分、包装
将研磨物料进行筛分、包装。5Kg、25Kg两种标准。
9、查验、入库
产品查验、贴标签入库。包含：产品名称、查验人、物料批次、日期。
