磷酸鐵鋰粉體的制備方法大致可以分為兩大類：固相法和液相法。固相法需要高溫的反應(yīng)環(huán)境，不需要添加任何溶劑即可制備出所需的材料。液相法需要添加適當(dāng)?shù)娜軇?，在適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)環(huán)境下可發(fā)生反應(yīng)進(jìn)而生成所需產(chǎn)物。
基于固相的合成方法：固態(tài)合成法、機(jī)械化學(xué)活化法、碳熱還原法、微波加熱法是幾種常見的合成磷酸鐵鋰的固相法，這些方法的共同點(diǎn)是基于固態(tài)相變和固態(tài)化學(xué)反應(yīng)。固相法是一種十分重要和關(guān)鍵的合成方法，通過該方法可以在升溫的過程中以簡單的方式獲得良好的排列有序的晶體結(jié)構(gòu)，在合適的參數(shù)范圍內(nèi)，進(jìn)而能夠得到品質(zhì)優(yōu)異的電池材料。
盡管固相法簡單易行，但是仍舊存在合成周期較長，能耗較大，合成的材料具有較大的顆粒尺寸，低純度，電化學(xué)性能較差等缺點(diǎn)。因此，基于溶液的合成方法由于其更小的顆粒尺寸，更均勻的粒徑分布，高純度，均勻的碳包覆層以及優(yōu)異的電化學(xué)性能，使得該方法具有重要的意義。水熱合成法，溶膠-凝膠法，噴霧熱解法，共沉淀法和微乳液干燥法是用于制備LiFePO4常用的基于溶液的制備方法。
下面，讓我們一起了解一下，國內(nèi)磷酸鐵鋰正極材料領(lǐng)軍企業(yè)的制備工藝流程及所用到的主要設(shè)備。
湖南裕能新能源電池材料股份有限公司
磷酸鐵鋰生產(chǎn)以固相合成法為主，其主要工藝流程圖如下：
原材料混合環(huán)節(jié)：將稱重配比好的各類原材料，按添加順序依次加入攪拌罐中，使物料分散、混合均勻形成漿料，所用主要設(shè)備為配料系統(tǒng)。
研磨環(huán)節(jié)：使?jié){料進(jìn)一步分散、混合均勻并完全細(xì)化物料，所用主要設(shè)備為砂磨機(jī)。
噴霧干燥環(huán)節(jié)：加熱脫除漿料中的液相成分使?jié){料分散成為粉料，所用主要設(shè)備為離心噴霧干燥機(jī)。
燒結(jié)環(huán)節(jié)：將干燥后的粉料裝到匣缽內(nèi)，通過輥道爐輥棒傳動(dòng)匣缽，將物料帶入輥道爐內(nèi)燒結(jié)合成磷酸鐵鋰材料，所用主要設(shè)備為輥道爐、全自動(dòng)匣缽回送裝置。
粉碎環(huán)節(jié)：將燒結(jié)出來的物料管道輸送至氣流磨中，利用設(shè)備的高壓氣體分離物料中的粗細(xì)粉并粉碎物料以達(dá)到工藝要求的顆粒細(xì)度，所用主要設(shè)備為氣流磨。
除鐵篩分環(huán)節(jié)：分離出的物料通過管道輸送到除鐵器中，將物料中可能含有的極少量磁性物質(zhì)除去，再通過振動(dòng)篩分離出極少量粗顆粒，合格出料，所用主要設(shè)備為除鐵器、振動(dòng)篩。 成品、包裝環(huán)節(jié)：合格物料通過管道輸送至噸袋包裝機(jī)中，進(jìn)行稱量封口，完成包裝過程，入庫管理，所用主要設(shè)備為包裝系統(tǒng)。
深圳市德方納米科技股份有限公司
公司納米磷酸鐵鋰的生產(chǎn)工藝為自熱蒸發(fā)液相合成法，其生產(chǎn)流程如下圖：
原材料混合環(huán)節(jié)：將稱重配比好的各類原材料，按添加順序依次加入至攪拌罐中，進(jìn)行攪拌溶解成液體狀態(tài)漿料，所用主要設(shè)備為配料系統(tǒng)。 前驅(qū)體制備環(huán)節(jié)：將液體狀態(tài)的漿料放入發(fā)料罐中，進(jìn)行預(yù)加熱，漿料自然吸收熱量，自熱蒸發(fā)大部分水分，形成固體蜂窩狀凝膠，所用主要設(shè)備為發(fā)料系統(tǒng)。
初碎環(huán)節(jié)：將固體蜂窩狀凝膠輸送至破碎機(jī)，將前驅(qū)體進(jìn)行初步破碎，所用主要設(shè)備為破碎機(jī)。
干燥環(huán)節(jié)：破碎后的凝膠為粉末狀，內(nèi)含一定比例水分，使用流化床等設(shè)備將凝膠中的水分干燥合格后出料，所用主要設(shè)備為流化床。
燒結(jié)環(huán)節(jié)：將干燥后的粉末狀凝膠盛裝到匣缽內(nèi)，通過輥道窯輥棒傳動(dòng)匣缽，將物料帶入輥道窯中進(jìn)行燒結(jié)，所用主要設(shè)備為輥道窯、全自動(dòng)匣缽回送裝置。
粉碎環(huán)節(jié)：將燒結(jié)出來的物料管道輸送至氣流磨中，利用設(shè)備的高溫高壓空氣使物料間相互碰撞研磨，直至合格出料，所用主要設(shè)備為氣流磨。
除鐵環(huán)節(jié)：粉碎出來的物料通過管道輸送到除鐵器中，將物料中可能含有的極少量的磁性物質(zhì)除去，合格出料，所用主要設(shè)備為除鐵器。
成品、包裝環(huán)節(jié)：合格物料通過管道輸送至噸袋包裝機(jī)中，進(jìn)行稱量封口，完成包裝過程，入庫管理，所用主要設(shè)備為包裝系統(tǒng)。
資料來源：
湖南裕能招股說明書
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李志文，磷酸鐵鋰的綠色制備工藝及電化學(xué)性能研究，哈爾濱工業(yè)大學(xué)