气流粉碎机在磷酸铁锂制备中的应用

锂电池

主要由正极材料、负极材料、电池隔膜、电解液以及电池壳体等材料组成。其中，正极材料是锂电池的核心材料之一，其性能直接影响锂电池的能量密度、安全性、寿命和应用等，在锂电池材料成本中占比高达30-40%，是锂电池产业链中规模最大、产值最高的材料。

根据材料体系，正极材料可分为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等。其中，磷酸铁锂是一种由锂源、铁源、磷源和碳源为主要原料，经原料混合、干燥、烧结和粉碎等工序制作而成的橄榄石结构正极材料。

磷酸铁锂

磷酸铁锂的分子表达式为LiFePO4 ，其在锂电池充放电过程中的作用原理为：当锂电池充电时，锂离子Li+从磷酸铁锂正极材料LiFePO4 中脱离，穿过电池隔膜和电解液后嵌入负极材料，完成充电过程，失去Li+的LiFePO4变成脱锂产物—磷酸铁FePO4。当锂电池放电时，Li+从负极材料中脱离，穿过电池隔膜和电解液后回到正极材料，FePO4在Li+嵌入后变回LiFePO4 ，完成放电过程。

影响磷酸铁锂正极材料性能的重要因素

粒径

磷酸铁锂晶体的粒度分布对正极材料的倍率性能产生较大影响。同等条件下，粒度分布越小，锂离子传输路径越短，锂电池倍率性能更好，即锂电池充放电速度更快。

比容量

磷酸铁锂的比容量对磷酸铁锂电池质量能量密度产生较大影响。同等条件下，比容量越高，锂电池的质量能量密度越高，即与同等质量电池相比，电池容量更大。

压实密度

磷酸铁锂的压实密度对磷酸铁锂电池体积能量密度产生较大影响。同等条件下，压实密度越高，锂电池的体积能量密度越高，即与同等体积尺寸电池相比，电池容量更大。

比表面积

磷酸铁锂的比表面积对倍率性能、低温性能产生较大影响。同等条件下，比表面积越大，正极材料与电解液的反应面积越大，导电性更好，因而倍率特性更好，即锂电池充放电速度更快。

杂质含量

磷酸铁锂的杂质含量对磷酸铁锂电池电化学性能、安全性产生影响。杂质含量元素包括钙、纳、铜、铬、锌等元素。杂质含量过高将导致锂电池自放电率增加，电池寿命缩短。过多的杂质造成电池内部隔膜受损几率上升，电池安全性降低。

水分含量

磷酸铁锂的水分含量对磷酸铁锂电池电化学性能、安全性和寿命产生影响。水分含量过高，电解液易与水反应，生成气体和氢氟酸，导致电池内部膨胀和腐蚀，降低电池安全性和电化学性能

其他指标

磷酸铁锂的粒型、振实密度、碳含量、酸碱度和其他电化学性能

磷酸铁锂的制备方法

磷酸铁锂制备方法众多，可根据制备过程中材料的反应状态分为固相合成法和液相合成法。

根据不同制备方法，磷酸铁锂的制备流程有所差异，对应设备也有所区别。以目前多数企业采用的固相法-碳热还原法和行业头部企业德方纳米采用的液相法-自蒸发液相合成法为例，两种制备方法制备流程和设备有所差异。相比而言，碳热还原法制备流程较长，但设备更加常规，且制备条件更加可控。自热蒸发液相合成法制备流程较短，但反应釜等设备在制备过程中的控制条件更严苛，且该设备一次性产出物较少，因此设备需求量大，设备投资更大。