粉体行业在线展览
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磷酸铁锂 WX-F18
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德阳威旭锂电科技有限责任公司
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威旭锂电
磷酸铁锂 WX-F18
3952
一、 产品简介：
1.1产品名称及型号
产品名称：磷酸铁锂
产品型号：WX-F18
CAS：15365-14-7
1.2产品特点
本产品为威旭自主研发的水热法纳米晶磷酸铁锂（LiFePO4）材料,并通过纳米层碳包覆技术，产品一次颗粒在80~100nm之间，包覆层在2~5nm；产品具备高、低温性能优异，倍率性能好，克容量高，循环寿命长，高安全等特点。
1.3产品用途
相比较于传统固相法生产的磷酸铁锂材料，威旭生产的水热法纳米磷酸铁锂材料具有以下特点：
（1） 电子电导率：威旭水热法为：1-10-1s/cm，而传统固相法为：10-1-10-2s/cm。水热法产品具备更好的低温和倍率性能。
（2） 水热法生产，产品物相均一，纳米颗粒大小可控、晶面生长可调、缺陷少、均匀性高、纯度高、磁性杂质比固相法低。
（3） 水热法产品制作的电芯，一致性高，分档少。磁性杂质低，减少自放电，提高安全性。
水热法纳米磷酸铁锂产品为纳米晶一次颗粒，具备超低温、大倍率、一致性高等特点，适用于混合动力汽车电池、汽车启停及汽车启动电池、以及储能调频电池、离网储能电池、军品特种电池等。可广泛应用于各种高低温环境。
二、 产品性能
2.1产品理化指标
序号 | 检测项目 | 单位 | 检测结果 | 测试设备 | 参考 测试方法 | |
1 | 外观 （Appearance） | / | 灰黑色粉末，颜色均一 | 目测 | / | |
2 | 松装密度 （Apparent Density） | g/cm3 | ≥0.3 | BT-302 振实密度仪 | / | |
3 | 振实密度（震动频率250次/分钟，振动次数3000次） （Tap Density） | g/cm3 | ≥0.6 | GB/T 5162 | ||
4 | 粉末压实密度（压力15000±50kg，保压时间30s,压一次） （Calendering Density） | g·cm-3 | ≥2.1 | 压实密度仪 （CARVER4350） | GB/T 21354-2008 | |
5 | 比表面积 （Surface Area） | m2/g | 12.5±2.0 | 贝士德 3H-2000PS | GB/T 13390 | |
6 | 电性能[1] Electrical Performance | **放电容量 | mAh/g | ≥152 | CR2032扣电 （VS.Li+/Li） 0.1C 电压：2.2V-3.9V | GB/T 23365 |
**充电容量 | mAh/g | ≥160 | ||||
**充放效率 | % | ≥95 | ||||
7 | 粒径分布[2] （Particle Size） | D10 | μm | ≥2.0 | 水介质、六偏磷酸钠分散剂，LS-C(111)欧美克激光粒度仪，折射率1.74 | GB/T 19077.1 |
D50 | μm | 5.5±2 | ||||
D90 | μm | ≤18 | ||||
Dmax | μm | ≤45 | ||||
8 | 主要成分 （Basis） | C | % | 1.9±0.4 | 研瑞CS-320碳硫分析仪 | GB/T 20123 |
Li | % | 4.4±0.5 | ICP或AAS | GB/T 30835-2014 | ||
Fe | % | 34.0±1.0 | 化学滴定法 | |||
P | % | 19.0±1.0 | 化学滴定法 | |||
9 | 杂质金属离子含量 （metal Impurity Content） | Ca | % | ≤0.0300 | 电感耦合等离子光谱 （ICP） （ICP-OES,安捷伦700） | 电感耦合等离子光谱（ICP） |
Na | % | ≤0.0300 | ||||
Mg | % | ≤0.0300 | ||||
Cr | % | ≤0.0150 | ||||
Mn | % | ≤0.05 | ||||
Ni | % | ≤0.0100 | ||||
Cu | % | ≤0.0050 | ||||
Zn | % | ≤0.0050 | ||||
10 | pH | / | 8-11.5 | 取1g试样和50g去离子水，并超声10分钟后，静止10分钟，取上清液测试pH值 | GBT 30835-2014 | |
11 | 微观形貌 | / | 微观形貌正常 | SEM | SEM | |
12 | 水分含量 （Moisture） | ppm | <1000 | 卡尔费休库伦水分测试仪，150℃加热 | GB/T 6823 | |
备注[1]:扣电电性能测试电压范围为：2.2V-3.9V
备注[2]:粒径分布测试方法为：称量0.2g-0.3g左右的样品放入100ml烧杯杯中，加入20ml分散剂，用玻璃棒搅拌2min后，外超声3min，加入欧美克粒度仪【欧美克LS-C(Ⅲ)】湿法进样器中进行测试。粒度仪参数设置：颗粒折射率1.74，分散剂为六偏磷酸钠浓度为2g/L，溶剂折射率：Water/1.330，遮光度在10%-20%之间（欧美克LS-C(Ⅲ)无内超声）。
2.2产品特征曲线图
（1）扣电充放电曲线图
（2）扫描电镜图
（3）激光粒度分布图
（4）透射电镜图（TEM）纳米包覆层
3.成品电芯性能
成品电芯的性能与电芯配方和工艺设计等多方面的因素有关，下述数据基于我司及客户制作的各类型电芯的实际测试结果，仅供参考。
下面给出了采用本产品为正极、碳包覆石墨为负极制作的电芯典型性能。
（1）10AH软包电芯性能展示：
（2）3.4Ah圆柱电芯（26650）性能展示：
（3）35AH方形铝壳电芯性能展示
三、 产品使用建议
3.1设计配方建议：
项目 | 建议参数 | 备注 |
设计克容量 | 135~145mAh/g | 根据P/N比决定，常规1:1.1~1.14即可（负极过量值影响到正极材料克容量发挥） |
正极配方 | LFP:SP:CNT:5130：PVP =93.5%:2.8%:1%:2.5%:0.2% | PVP的引入，可以有效解决小颗粒材料的分散性 |
固体含量 | 48-50% | / |
浆料粘度 | 6000-8000mPa·s | 根据涂布机粘度要求调整 |
涂布密度 （单面面密度） | 0.008-0.012g/cm2 | / |
压实密度 | 2.10-2.15g/cm3 | 如果客户工艺处，压实密度太高，会影响到极片水分烘干或辊压后极片边缘容易有褶皱。 |
负极类型 | 杉杉负极CP5-H | 或者其他碳包覆负极也可 |
负极过量 | 10-14% | 负极过量值影响到正极材料克容量发挥，可根据客户工艺进行调整 |
电解液型号 | 朝阳光达YH-31-8A型低温电解液 | /或者其他低温型电解液 |
铝箔 | 涂炭铝箔 | / |
制浆过程，注意控制环境水分（**控制在10%左右），注意NMP的含水量。
3.2制浆工艺（湿法）
先将PVDF溶解于NMP中，再投入导电剂和PVP分散剂。浆料稳定后，将LFP材料分2~3次加入。*终的浆料流动性好。
3.3.1 干混
将磷酸铁锂、导电剂SP和PVDF放入搅拌罐，搅拌和分散转速均为25Hz（具体参数根据设备制定），搅拌时间为1.0小时。
3.3.2加入NMP（面团状）
加入少量NMP，约固体含量的30-35%，以搅拌罐内表面没有干粉、光滑且不粘料为合适，搅拌转速均为30Hz（具体参数根据设备设定），搅拌时间为1.5小时。
3.3.3加入浆料CNT
加入浆料CNT，搅拌和分散转速为50Hz（具体参数根据设备设定），搅拌时间为1小时。
3.3.4加入NMP
加入适当NMP，此时搅浆分散的固含量控制在60%以上或者更高，达到稠搅，搅拌和分散转速均为45Hz，30分钟后进行刮边，搅拌时间3小时；
3.3.5调节黏度
加入适量NMP，将固体含量调整到46-52%左右，搅拌和分散转速均为45Hz，搅拌时间为0.5小时，此时黏度一般在6000~12000 mPa·s范围内 (可根据生产需要适当调节粘度)；
3.3.6除泡
持续抽真空，搅拌转速为15Hz，分散转速为0，除泡时间为0.5小时；
3.3.7过筛
将正极浆料过筛（150目）。
搅浆注意事项
1） 搅浆室的空气水分控制在露点温度-20度以下，以防物料吸水；
2）浆料温度宜控制在25℃，以保证黏度测试的准确性；
3）浆料保存时不要暴露空气过久，导致浆料吸水；
4）整个搅浆过程中均需要真空保持，以减少气泡和防止浆料吸水。
5）设备分散盘线速度在18m/s以上，如有乳化、高速分散效果更好。
电芯制备过程注意事项
1） WX-F18水分含量≤500ppm，无需再次烘烤，请直接使用；
2）若产品开封后一次性没用完，请注意保存，防止吸收水分，如果已经吸潮，用高真空烘箱，且物料尽量摊薄干燥；
3）电芯水分烘干难度高，注液前，建议方形铝壳和圆柱水分含量≤300ppm，软包水分含量≤500ppm，软包气囊增大。
4）生产过程注意控制环境湿度，尽量减少极片放置时间，特别是减少在空气中的放置时间。
