影响磷酸铁锂性能的因素及解决办法
磷酸铁锂电池电池衰减公式

磷酸铁锂电池电池衰减公式磷酸铁锂电池是一种常见的锂离子电池,具有高能量密度、长循环寿命和较低的自放电率等优点。
然而,随着使用时间的增长,磷酸铁锂电池的性能会逐渐衰减。
本文将探讨磷酸铁锂电池的衰减原因及其公式。
磷酸铁锂电池的衰减主要是由于电池内部材料的物理和化学变化引起的。
在电池充放电过程中,正极材料(通常是磷酸铁锂)会发生锂离子的嵌入和脱嵌反应,而负极材料(通常是石墨)则会发生锂离子的嵌入和脱嵌反应。
这些反应会导致电池内部结构的变化,从而影响电池的性能。
随着充放电次数的增加,磷酸铁锂电池的正极材料会发生结构破坏和颗粒脱落。
这会导致电池的容量下降和内阻增加,从而影响电池的使用时间和充电速度。
电池的温度变化也会导致磷酸铁锂电池的衰减。
高温会加速电池内部化学反应的进行,从而使电池容量下降更快。
而低温则会导致电池内部的化学反应减慢,进而影响电池的输出功率。
过充和过放也是导致磷酸铁锂电池衰减的原因之一。
过充会导致电池内部材料的结构破坏和电解液的分解,而过放则会导致电池内部材料的结构破坏和锂离子的损失。
这些都会使电池的容量下降和循环寿命缩短。
磷酸铁锂电池的衰减是由多种因素共同作用引起的。
为了延长电池的使用寿命,我们应该避免过充和过放,控制电池的使用温度,并定期对电池进行充电和放电以保持其性能。
同时,科学合理地使用电池,避免频繁深度放电,也是延长电池寿命的重要措施。
磷酸铁锂电池的衰减是不可避免的,但我们可以通过科学合理的使用和维护来延长其寿命。
只有充分了解电池的衰减原因,我们才能更好地利用磷酸铁锂电池的优点,并在使用过程中避免不必要的损失。
磷酸铁锂自然概率

磷酸铁锂自然概率磷酸铁锂电池在自然环境下,比如温度、湿度等因素的影响下,可能会出现一些概率性的变化。
以下是一些可能的情况:1.容量衰减:在长时间的使用过程中,磷酸铁锂电池的容量可能会逐渐减少。
这是由于锂离子在正极材料和负极材料之间反复嵌入和脱嵌,导致电池活性物质损耗。
磷酸铁锂电池的容量衰减速度相对较慢,通常在5-10%左右。
2.电池老化:随着使用时间的推移,磷酸铁锂电池的性能可能会逐渐下降。
这是由于电池内部的化学反应和材料结构变化导致的。
老化过程可能会导致电池的充放电效率降低、循环寿命缩短等问题。
3.温度影响:磷酸铁锂电池在高温环境下,电池性能可能会受到影响。
过高或过低的温度可能会导致电池充放电效率降低、容量减少等问题。
在极端情况下,高温还可能导致电池热失控,引发安全隐患。
4.湿度影响:磷酸铁锂电池对湿度敏感,潮湿环境可能导致电池内部元件锈蚀,影响电池性能。
长时间处于潮湿环境下的电池,可能会出现容量下降、内阻增加等问题。
5.电池鼓包:磷酸铁锂电池在一定条件下,如过度充电、电池老化等原因,可能导致电池鼓包。
电池鼓包会增加电池破裂和火灾的风险。
6.电池组寿命:磷酸铁锂电池在组成电池组后,由于电池间的一致性差异,电池组的寿命可能会受到影响。
一般来说,磷酸铁锂电池组的寿命会低于单个电池的寿命。
综上所述,磷酸铁锂电池在自然环境下的概率主要涉及容量衰减、电池老化、温度影响、湿度影响、电池鼓包和电池组寿命等方面。
然而,这些概率受到许多因素的影响,如电池生产工艺、使用条件、保养维护等,具体的表现和影响程度可能因实际情况而异。
因此,要确保磷酸铁锂电池的稳定性能和使用安全,需要综合考虑以上因素,并采取适当的措施进行管理和维护。
1.7mwh磷酸铁锂电芯发热量

磷酸铁锂电芯是近年来新兴的锂离子电池技术之一,其具有高能量密度、长循环寿命、较高的安全性等优点,在电动汽车、储能系统等领域有着广泛的应用前景。
然而,磷酸铁锂电芯在使用过程中也存在一些问题,其中之一就是发热量的问题。
本文将从磷酸铁锂电芯发热量的产生原因、影响因素以及解决方案等方面展开探讨。
1. 磷酸铁锂电芯发热量的产生原因磷酸铁锂电芯在充放电过程中会产生一定的热量,这主要是由于以下几个方面的原因所导致的:1.1 锂离子在充放电过程中在正、负极之间迁移的过程中能量的转化,会伴随着一定的热量释放;1.2 电芯内部的材料因子,如电解液的特性、正负极材料的特性等,也会影响到电芯的发热量;1.3 充电速率、放电速率等使用条件也会对电芯的发热产生影响。
2. 磷酸铁锂电芯发热量的影响因素磷酸铁锂电芯发热量的大小受到多方面因素的影响,主要包括以下几个方面:2.1 充放电速率:充电速率越快,电芯发热量通常越大;2.2 温度:环境温度对电芯的发热量也有很大的影响,通常来说,在高温环境下电芯的发热量会更大;2.3 循环寿命:电芯的循环寿命与发热量之间也存在一定的关联,循环次数越多,电芯发热量通常也会越大。
3. 磷酸铁锂电芯发热量的解决方案针对磷酸铁锂电芯发热量问题,提出以下解决方案:3.1 优化设计:可以通过优化电芯的结构设计,增加散热孔等方式来改善电芯的散热性能,减少发热量的积聚;3.2 电芯管理系统(BMS)的升级:更新升级电池管理系统,优化充放电控制策略,使电池在更加安全、稳定的状态下工作,有效减少发热量;3.3 电芯制造工艺改进:通过改进电芯的制造工艺,提高电芯的散热性能,减少发热量的产生;3.4 材料的改良:不断研发新型的电解液、正负极材料等,以减少发热量的产生。
磷酸铁锂电芯发热量虽然存在一定的问题,但通过技术改进和优化设计等手段,可以有效地降低其发热量,提高电池的安全性和可靠性,进一步推动锂离子电池技术的发展和应用。
铁锂低温性能影响因素

影响磷酸铁锂电池低温性能的因素有哪些?导电性差、锂离子扩散速度慢。
高倍率充放电时,实际比容量低,这个问题是制约磷酸铁锂产业发展的一个难点。
磷酸铁锂之所以这么晚还没有大范围的应用,这是一个主要的问题。
但是,导电性差目前已经得到比较完美的解决:就是添加C或其它导电剂。
目前在实际生产过程中通过在前驱体添加有机碳源和高价金属离子联合掺杂的办法来改善材料的导电性(A123、烟台卓能正采用这种方法),研究表明,磷酸铁锂的电导率提高了7个数量级,使磷酸铁锂具备了和钴酸锂相近的电导特性。
实验室报道当0.1C充放电时,可以达到165mAh/g以上的比容量,实际达到135-145mAh/g,基本接近钴酸锂的水平;但是锂离子扩散速度慢的问题到目前仍然没有得到较好的解决,目前采取的解决方案主要有纳米化LiFePO4晶粒,从而减少锂离子在晶粒中的扩散距离,再者就是掺杂改善锂离子的扩散通道,后一种方法看起来效果并不明显。
纳米化已经有较多的研究,但是难以应用到实际的工业生产中,目前只有A123宣称掌握了LiFePO4的纳米化产业技术。
振实密度较低。
一般只能达到0.8-1.3,低的振实密度可以说是磷酸铁锂的很大缺点。
所有磷酸铁锂正极材料决定了它在小型电池如手机电池等没有优势,所以其使用范围受到一定程度的限制。
即使它的成本低,安全性能好,稳定性好,循环次数高,但如果体积太大,也只能小量的取代钴酸锂。
但这一缺点在动力电池方面不会突出。
因此,磷酸铁锂主要是用来制作动力电池。
磷酸铁锂电池低温性能差。
尽管人们通过各种方法(例如锂位、铁位、甚至磷酸位的掺杂改善离子和电子导电性能,通过改善一次或二次颗粒的粒径及形貌控制有效反应面积、通过加入额外的导电剂增加电子导电性等)改善磷酸铁锂的低温性能,但是磷酸铁锂材料的固有特点,决定其低温性能劣于锰酸锂等其他正极材料。
一般情况下,对于单只电芯(注意是单只而非电池组,对于电池组而言,实测的低温性能可能会略高,这与散热条件有关)而言,其0℃时的容量保持率约60~70%,-10℃时为40~55%,-20℃时为20~40%。
磷酸铁锂库伦效率低不稳定的原因

磷酸铁锂库伦效率低不稳定的原因磷酸铁锂是一种常见的锂离子电池正极材料,具有很高的比能量、循环寿命以及较低的成本等优点。
然而,磷酸铁锂电池的库伦效率相对较低且不稳定,主要原因包括以下几个方面。
1.磷酸铁锂材料的晶体结构问题。
磷酸铁锂的晶体结构为正交晶系,其锂离子的扩散路径较长,导致锂离子的扩散速率变慢。
这就导致了在放电和充电过程中,锂离子的嵌入和脱嵌速率相对较慢,降低了库伦效率。
2.磷酸铁锂材料的晶体缺陷问题。
晶体结构中的缺陷会影响到磷酸铁锂材料的电导率,从而影响锂离子的扩散速率和库伦效率。
晶体缺陷包括空位缺陷、离位缺陷、氧空位等,这些缺陷会阻碍锂离子的扩散,导致库伦效率降低。
3.磷酸铁锂电极界面问题。
磷酸铁锂电池的正极包括活性物质和导电剂,其中导电剂起到电子传导的作用。
但是,导电剂与磷酸铁锂颗粒之间存在接触电阻,导致电子在反应过程中的传导出现问题,进而降低了库伦效率。
4.磷酸铁锂材料的富锂表面区问题。
磷酸铁锂材料的富锂表面区存在较高的表面能,使得锂离子相对稳定地嵌入到晶体结构中。
然而,在成型和使用过程中,由于材料颗粒的破碎和电极极化等因素,导致了富锂表面区的暴露。
暴露的富锂表面区有较高的自由能,会导致锂离子的极化和消耗,从而降低库伦效率。
5.磷酸铁锂电池中电解液的问题。
电解液中的溶剂和盐的选择和比例对库伦效率有一定影响。
一些溶剂和盐会导致电解液中的氟离子和磷酸根离子的浓度偏高,从而导致锂离子的副反应增加,降低库伦效率。
综上所述,磷酸铁锂库伦效率低不稳定的原因主要是由于材料的晶体结构问题、晶体缺陷问题、电极界面问题、富锂表面区问题以及电解液的问题所致。
为了提高磷酸铁锂电池的库伦效率,可以从材料的改进、结构的优化、电极界面的改善以及电解液的优化等方面入手。
磷酸铁锂电池高温存储性能衰减机理

磷酸铁锂电池高温存储性能衰减机理磷酸铁锂电池简介磷酸铁锂电池(LFP电池)是一种新型的锂离子电池,具有高安全性、较长寿命、稳定性好等优点,在电动车、储能电站等领域得到广泛应用。
磷酸铁锂电池的正极材料是LiFePO4,负极材料是石墨或硅基负极,电解质是有机溶剂或聚合物电解质,加工方法包括干法制备和水热法制备等。
高温存储对磷酸铁锂电池性能的影响高温存储是指将电池在高温环境下暴露一定时间,使其受到一定程度的热应力和氧化应力。
高温存储会引起电池内部化学反应的加速,导致电池容量下降、循环寿命缩短等不利影响。
磷酸铁锂电池在高温环境下存储会造成其性能的衰减,主要表现为以下几个方面。
1. 电池容量下降高温环境下,电池正极材料会发生失水、失活等化学反应,导致电位下降、容量损失。
电池存储温度每升高10℃,其放电容量会减少5%~15%。
2. 循环寿命缩短高温环境下,正负极材料产生的副反应加速,导致电池内部结构破坏、固体电解质界面(SEI)脱落等情况发生,使得电池的循环寿命缩短。
一些半数寿命实验表明,电池在60℃下贮存12天,循环寿命会减少约56%。
3. 安全性降低高温环境下,电池内部的热反应会迅速扩散,可能引起极端温度和压力升高,从而导致电池起火爆炸等安全事故发生。
磷酸铁锂电池高温存储性能衰减机理磷酸铁锂电池高温存储性能衰减的机理是复杂的,需要从多个方面进行解析。
1. 电解质降解高温环境下,电池中的电解质容易分解,导致电解质中的盐类溶解度改变,电导率变差,电池内部阻抗增加。
同时,电解质的分解产物如氟化物(PF6-)、硫酸酯(SOx-)等会在电池中聚集堆积,影响电池的性能。
2. 正负极材料失活高温环境下,正负极材料中的锂离子析出速率增加,表面状态发生改变,出现多种接口反应,导致电池性能下降。
正极材料LiFePO4的微观结构发生变化,晶格畸变,导致容量下降,内阻增加。
负极材料石墨的表面会结晶失活形成固态电解质界面(SEI),导致电池内部耗能增加,循环寿命下降。
磷酸铁锂的电导率
磷酸铁锂(LiFePO4)是一种重要的锂离子电池正极材料,具有良好的电化学性能和热稳定性。
它被广泛应用于电动汽车、储能系统和移动设备等领域。
磷酸铁锂的电导率是评估其电池性能的重要指标之一。
本文将详细介绍磷酸铁锂的电导率及其影响因素。
一、什么是电导率?电导率是指物质导电能力的量度,通常用电导率σ表示,单位为西门子/米(S/m)。
电导率越高,物质导电能力越好。
二、磷酸铁锂的电导率磷酸铁锂是一种离子型固体电解质材料,其离子传导是通过锂离子(Li+)在晶格中的扩散来实现的。
磷酸铁锂的电导率主要受以下因素影响:1. 晶体结构:磷酸铁锂的晶体结构是正交晶系,其中锂离子通过晶格空隙进行传输。
晶体结构的紧密度和晶格缺陷对电导率有重要影响。
晶格缺陷可以提高锂离子的扩散速率,从而提高电导率。
2. 晶体取向:磷酸铁锂的晶体通常具有多晶结构,晶粒之间存在晶界。
晶界的存在会阻碍锂离子的传输,从而降低电导率。
因此,晶体取向的优化对提高电导率至关重要。
3. 晶格缺陷:晶格缺陷是指晶体中原子位置的缺陷或杂质的存在。
合适的晶格缺陷可以提高离子传导性能,增加电导率。
例如,锂离子在磷酸铁锂中的传输可以通过晶格缺陷位点进行,提高了电导率。
4. 温度:温度对磷酸铁锂的电导率有显著影响。
一般来说,随着温度的升高,离子的扩散速率增加,电导率也随之增加。
但是,过高的温度可能导致材料结构的破坏和电池寿命的缩短,因此需要在合适的温度范围内操作。
5. 离子浓度:离子浓度是指磷酸铁锂材料中锂离子的浓度。
一般来说,离子浓度越高,电导率越高。
但是,过高的离子浓度可能导致材料结构的不稳定性和离子聚集,影响电池性能。
三、提高磷酸铁锂电导率的方法为了提高磷酸铁锂的电导率,可以采取以下措施:1. 晶格工程:通过调整晶格结构和晶格缺陷,提高离子扩散速率。
例如,通过控制磷酸铁锂晶体的取向和晶界优化,减小晶粒尺寸,改善离子传输路径。
2. 掺杂:适当的元素掺杂可以引入晶格缺陷,提高电导率。
(完整版)影响磷酸铁锂性能的因素及解决办法
磷酸铁锂材料的优点不再赘述,确实是一种非常有前途的正极材料,但也存在致命的缺点,这里主要谈一下磷酸铁锂的主要缺点:1、电子电导率se低,在10-9s/cm量级;离子传输率si低,在10-11s/cm量级,二者直接导致电极传输率sw低(sw=se×si/se+si)2、振实密度低3、低温性能差零下20度以下容量大打折扣上述问题不能有效解决磷酸铁锂很难应用于电动汽车,解决电导率低的问题可通过C包覆、离子掺杂的方法解决。
磷酸铁锂本身是不良导体,电导率低直接影响到大功率充放电限制了大功率锂离子电池的使用范围,尤其是用于电动汽车,未解决这个问题当前普遍采用的办法是在磷酸铁锂表面包覆C以提高其电导性能,同时研究表明通过包C还可以提升磷酸铁锂的低温性能。
另外一个可行的办法是通过离子掺杂使磷酸铁锂晶格中出现自由电子或空穴从而提升电导性能。
解决锂离子传输性能的方法是在磷酸铁锂橄榄石一维锂离子通道结构不能改变的前提下只能通过减小粒径缩短离子传输路径来实现,这就要求实现磷酸铁锂材料的纳米化,为了进一步提高振实密度还要求粒子球形化,这些都是固相法合成工艺所不能实现的,要实现这一目的湿化学法是一个不错的选择。
虽然上述缺点都有相应的解决办法但是实际操作中却较为复杂,包碳在解决电导率问题的同时使振实密度更小,材料纳米化了容量也还可以但到了极片涂覆工艺时可操作性大幅下降。
我们正在探索液相结晶法实现纳米化的同时又不影响涂覆性能,并取得一些进展。
磷酸铁锂材料的理想形貌,是在不影响或者对容量影响不大的前提下实现纳米化但还不能影响涂覆性能。
在这里抛砖引玉欢迎同行一起交流,因希望在业界能形成良好的氛围,不要光关注于几千吨的产量,叫我们群策群力在性能方面做些工作,似乎更有益。
本人没有做过磷酸铁锂,不过本人有些纳米复合材料方面的经验,兴许对楼主有点借鉴。
理想的磷酸铁锂电极材料,按照楼主罗列的问题,本人理解应该是具有球形形貌,数个微米级的大小,粒径分布较窄。
磷酸铁锂电池高温容量衰减机理及其改进
磷酸铁锂电池高温容量衰减机理及其改进磷酸铁锂电池是一种新型的锂离子电池,具有较高的能量密度、较长的循环寿命和较好的安全性能。
然而,在高温环境下,磷酸铁锂电池的容量会出现明显的衰减,这严重影响了其在高温环境下的应用。
本文将探讨磷酸铁锂电池高温容量衰减的机理,并提出改进策略。
磷酸铁锂电池在高温环境下容量衰减的主要原因是正极材料的结构破坏和锂离子的迁移受阻。
在高温下,正极材料中的结晶水分子会失去,导致结构的变化和材料的脱水。
同时,高温还会引起正极材料的晶格膨胀和颗粒粒径的增大,导致电极材料的容量下降。
此外,高温环境下锂离子的迁移速率增加,容易发生电解液中的溶解物析出和电极表面的固体电解质界面膜生成,阻碍了锂离子的迁移,进一步导致容量衰减。
针对磷酸铁锂电池高温容量衰减的问题,有以下几种改进策略。
改进正极材料的结构和性能,提高其在高温环境下的稳定性。
可以通过控制正极材料的晶体生长和形貌,减少晶格膨胀和颗粒粒径的增大。
此外,引入复合添加剂和包覆剂,可以增强正极材料的稳定性和电化学性能。
优化电解液的配方和组成,改善其在高温环境下的稳定性和导电性能。
可以选择具有高熔点和高稳定性的溶剂和盐类,减少溶解物的析出和界面膜的生成。
此外,添加合适的添加剂和表面活性剂,可以增强电解液中锂离子的迁移速率,提高电池的循环性能。
改进电池的设计和结构,提高其在高温环境下的散热性能。
可以采用导热性能较好的材料作为电池外壳和隔热层,增加电池的散热面积,提高电池的散热效果。
此外,可以优化电池的内部结构,提高电池的热传导性能和散热通道的畅通性,减少电池在高温环境下的温升。
合理控制电池的工作温度,避免电池在高温环境下过热。
可以通过改进电池的冷却系统和控制电池的放电速率,降低电池内部的温度升高。
此外,可以在电池系统中加入温度监测和控制装置,及时监测电池的工作温度并采取相应的措施进行调节,保持电池在适宜的温度范围内工作。
磷酸铁锂电池在高温环境下容量衰减的机理主要包括正极材料的结构破坏和锂离子的迁移受阻。
磷酸铁锂高温失效的原因
磷酸铁锂高温失效的原因
磷酸铁锂高温失效的原因有以下几点:
1. 锂电池高温导致电解液不稳定:高温会导致电解液中的溶剂和添加剂的挥发和分解,使得电解液中的溶质浓度发生变化,进而导致电池内化学反应热失控。
2. 正极材料减活性:高温会使磷酸铁锂正极材料中的锂离子溶解度增加,造成锂离子的丢失和结构变化,导致正极活性物质的减少或失效,降低了电池的容量和循环性能。
3. 正负极间安全性差:在高温环境下,正负极之间的界面反应会加速,造成电池内部的电解液耗损增加,电池内部的反应逐渐加速,进而导致电池内部的钝化层破裂,引起正负极短路。
4. 热膨胀不一致性:高温会导致电池内部正负极材料、电解液和隔膜的热胀冷缩不一致,产生应力,容易引发结构损坏,导致电池的机械性能下降。
总的来说,磷酸铁锂电池在高温条件下会因电解液不稳定、正极材料减活性、正负极间不安全性差、热膨胀不一致性等原因导致高温失效。
因此,在使用过程中需要注意避免将电池长时间暴露在高温环境中,以减少高温失效的风险。
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磷酸铁锂材料的优点不再赘述,确实是一种非常有前途的正极材料,但也存在致命的缺点,这里主要谈一下磷酸铁锂的主要缺点:
1、电子电导率se低,在10-9s/cm量级;离子传输率si低,在10-11s/cm量级,二者直接导致电极传输率sw低(sw=se×si/se+si)
2、振实密度低
3、低温性能差零下20度以下容量大打折扣
上述问题不能有效解决磷酸铁锂很难应用于电动汽车,解决电导率低的问题可通过C包覆、离子掺杂的方法解决。
磷酸铁锂本身是不良导体,电导率低直接影响到大功率充放电限制
了大功率锂离子电池的使用范围,尤其是用于电动汽车,未解决这个问题当前普遍采用的
办法是在磷酸铁锂表面包覆C以提高其电导性能,同时研究表明通过包C还可以提升磷酸铁锂的低温性能。
另外一个可行的办法是通过离子掺杂使磷酸铁锂晶格中出现自由电子或
空穴从而提升电导性能。
解决锂离子传输性能的方法是在磷酸铁锂橄榄石一维锂离子通道
结构不能改变的前提下只能通过减小粒径缩短离子传输路径来实现,这就要求实现磷酸铁
锂材料的纳米化,为了进一步提高振实密度还要求粒子球形化,这些都是固相法合成工艺
所不能实现的,要实现这一目的湿化学法是一个不错的选择。
虽然上述缺点都有相应的解决办法但是实际操作中却较为复杂,包碳在解决电导率问题的
同时使振实密度更小,材料纳米化了容量也还可以但到了极片涂覆工艺时可操作性大幅下降。
我们正在探索液相结晶法实现纳米化的同时又不影响涂覆性能,并取得一些进展。
磷酸铁锂材料的理想形貌,是在不影响或者对容量影响不大的前提下实现纳米化但还不能
影响涂覆性能。
在这里抛砖引玉欢迎同行一起交流,因希望在业界能形成良好的氛围,不
要光关注于几千吨的产量,叫我们群策群力在性能方面做些工作,似乎更有益。
本人没有做过磷酸铁锂,不过本人有些纳米复合材料方面的经验,兴许对楼主有点借鉴。
理想的磷酸铁锂电极材料,按照楼主罗列的问题,本人理解应该是具有球形形貌,数个微
米级的大小,粒径分布较窄。
微米球具有二级亚结构,由纳米磷酸铁锂颗粒黏结形成。
纳
米磷酸铁锂是炭包覆的杂原子掺杂磷酸铁锂,纳米颗粒之间还有一定的空隙度。
微米球形
形貌可以保证较高的堆积密度,而镶嵌在其中的纳米颗粒网络这可以保证电子电导和锂离
子传输。
是不是这样的,楼主?
一般来说,象这种具有二级亚结构的多孔材料,可以从前驱体多步制备,也可以得到纳米颗粒以后再二次造粒。
不过对于磷酸铁锂来说,似乎从前驱体逐步制备这种亚结构的微
米球难度很大,由纳米磷酸铁锂二次造粒的可能性要大些。
二次造粒是粉体材料制备中经
常采用的办法,一般大概分为干法和湿法两大种。
干法就是二次烧结,因为磷酸铁锂已经
掺杂并且包炭了,二次烧结制备微米球似乎不大现实(炭不好办,与其它物象相容性不佳)。
湿法(液相法)应该更加可行些。
可以把纳米磷酸铁锂和炭源(比如沥青)用适当
有机溶剂均匀混合,然后加入水和适当的表面活性剂超声波分散,这样磷酸铁锂和炭源就
可以以微米球分散在水相里形成前驱体。
通过适当的方法可以将这种微米球结构分离保留
下来,比如萃取或者喷雾干燥等等。
将得到的微米球前驱体热解,就可以得到最后的微米
球形磷酸铁锂复合材料了。
本人以前用上叙方法制备过球形纳米复合材料,不知道对磷酸
铁锂是否适用,楼主可以试试。
关于磷酸铁锂材料来讲国内发展的比较疯狂,但更多的是一些政府行为,现在多采用固相
合成法,但是当前国内的工业化水平,原材料的预处理很难做到理想效果,材料的性能也
是参差不齐。
这个领域真正想做事的人很少,大家都比较浮躁,更多的是挖人上马、炒作
圈钱的经营模式,没有几家注重后期的研发,而高校的研发又比较脱离生产实际。
我们的
固相法工艺技术和日本韩国比起来还是有较大差距,而日韩之所以没有量产LFP更多的是
忌惮专利问题,但技术储备是已经完成的。
如果专利保护期过后,日韩的产能放出后我们
国内的厂家又有几家能够顶的住。
与其上马固相法新项目不如做好自己的技术储备留点资
金过三两年收购破产工厂来的合算。
这个火热的行业需要冷思考。
为什么纳米磷酸铁锂颗粒振实密度低?
我认为这个与颗粒的分散性/团聚状态/粒度分布曲线及堆积方式有关.
假设颗粒全部为同样大小单晶球状颗粒,按照六方最密堆积方式,则不管颗粒粒度多大,其堆积密度都是一致的,如果颗粒由两种不同大小的单晶球状颗粒组成,小的颗粒刚好可
以填充到大颗粒最密堆积后形成的空隙里面,则堆积密度变高了,按照这种方式,颗粒堆
积密度还可以更高。
因此在粉末全部由绝对分散的一次颗粒组成的理想情况下,只要颗粒
的PSD分布曲线形状一致,其振实密度也是一致的,跟中位径无关。
但是实际情况不是这样,颗粒是呈团聚状态的,一次颗粒首先会互相粘结成为较为疏散的二次颗粒,假设一种情况,所有一次颗粒大小一致,每10个一次颗粒团聚为同样大小
的二次颗粒,近似球形,然后所有二次颗粒按照六方最密堆积方式进行堆积,显然,这种
情况下的堆积密度是比不上全部为分散颗粒情况下的堆积密度的。
我认为这种二次团聚的
颗粒还能进一步团聚成更大的二次颗粒,再堆积,造成堆积密度更低。
一般而言,对于同种材料,在颗粒粒度越小的情况下,颗粒之间的团聚也更加容易发生,当然颗粒的表面性质也会对团聚产生巨大影响。
一个显然的例子,在采用高速分散或者研
磨等方式对粉末处理后,其振实密度一般都能得到提高。
振实和你材料本身性质以及中位
粒度息息相关,和你材料本身的性质关系更大一些。
某种材料本身的性质以及你的制备工
艺就已经决定了这种材料的TD,磷酸铁锂颗粒本身就不密实,只有通过改性可以略微提高一些这方面的性能,但是帮助不算很大。
再怎么做你也不可能和三元和钴酸锂去比较。
所
以磷酸铁锂材料振实很低时极其正常的现象,市面上的铁锂振实都不高。
而纳米级别的磷
酸铁锂相对于微米级别的来说,振实也要更低一些,这主要是因为中位粒度较小的原因。
而中位粒度较小对于振实的影响并不是楼上几位说的简单的填充,而在于很多情况下,晶
体生长的越大,长的时间越长,长的就越好,越密实(密度会更大一些),所以,在同样
条件下做的同样的材料,大中位粒度的材料的振实一般都会比小粒度的要高。
所以纳米级
别的铁锂振实相对于微米级别的铁锂要低至于填充的问题,的确也会影响TD,但是是否填充的比较紧密,空隙较少取决于材料的粒度分布(也就是D10,D50,D90构成的峰型图是否很宽),一般粒度分布越宽,TD也会越高。
所以,材料的TD最大取决于其本身性质。
其次取决于其粒度大小,再次取决于粒度分布。
而纳米磷酸铁锂的TD小,主要还是主要取
决于铁锂本身就不密实,其次取决于其很小的中位粒度(使得材料的密度愈发的小),最
次才是他的填充性能(但是这一点往往关系不太大,因为纳米磷酸铁锂一般粒度分布也是比较宽的,而就算分布再宽,填充的再实,也比不上微米级别的铁锂)。