实验十 碳热还原法合成LiFePO4

实验十 碳热还原法合成LiFePO4/C复合材料

随着全球能源与环境危机的不断加剧,作为新型清洁能源的锂离子电池,以其独特的优点而倍受人们的关注。锂离子电池具有电压高、比能量大、无污染、无记忆效应和寿命长等优点,已被广泛应用于移动电话、数码相机和笔记本电脑等便携式电器装置,同时作为石油的替代能源在电动车及混合电动车上也将大规模应用。

橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO4)自1997年被Padhi等[1]发现以来,许多学者对其进行了深入的研究。磷酸铁锂与其它正极材料相比具有以下优点[2-5]:不含贵重元素,原料廉价,资源丰富;工作电压适中(3.4V),平台特性好,电压平稳;理论容量较大(170mAh/g);结构稳定,安全性能好;高温性能和热稳定性高;循环性能好;与大多数电解液系统兼容性好,储存性能好;无毒。被认为是极有应用潜力的锂离子电池正极材料,尤其适合动力电池的要求。

一、实验目的

1、学习复合材料的制备过程和原理。

2、了解碳热还原的基本原理。

3、学习固相法合成复合材料的基本过程。

二、实验原理

在高温下用碳还原金属氧化物制取金属的方法。例如,在高温下用碳还原氧化亚铁可得金属铁: FeO+C─→Fe+CO

其热力学依据是:金属氧化物的生成自由能变化ΔG(MO)是随温度的升高而逐渐增高(负值变小),而一氧化碳的生成自由能变化ΔG(CO)却是随温度的升高而明显降低(负值变大),所以当温度升高到ΔG(CO)-ΔG(MO)<0时,原来在低温下不能进行的反应变得能够进行。

在合成LiFePO4/C复合材料中,我们可以以有机化合物为碳源,在整个升温合成过程中,有机碳源在一定温度下分解、碳化生成碳,从而提供了还原剂,使得整个反应环境为还原气氛,保证了Fe2+不会被氧化,从而得到纯度很高的磷酸铁锂。

三、实验试剂和仪器

1、实验试剂:三氧化二铁;碳酸锂;磷酸二氢铵;乙醇;柠檬酸,以上均为分析纯。

2、仪器设备:恒温干燥箱;管式炉;行星球磨机;球磨罐;天平;各种玻璃容器等。

四、实验步骤

1、按照化学计量比称取能合成5g复合材料的原料。柠檬酸添加量为40%。

2、将上述称取的试剂放在球磨罐中,加入适量的无水乙醇,放置行星球磨机上球磨4h,然后将球磨好的原料倒入烧杯于恒温干燥箱中干燥8h。

3、将干燥的后的原料再次在玛瑙研钵中研磨至细,放入陶瓷坩埚,盖盖后置于管式炉中。 4、在高纯氮气为保护气体的气氛下,以5℃/min,升温至350℃后保温6h,然后再以5℃/min,升温至700℃后保温24h,最后随炉冷却。

5、将冷却后的样品进行物相分析。

6、分析和测定材料的真实密度和碳含量。

五、结果分析

1、物相分析结果。

2、材料的真实密度。

3、材料的碳含量。

六、思考题

1、如何确定碳源的分解温度。

2、多余碳是否应该除去,为什么?

合集下载

共沉淀法合成磷酸铁锂的途径概述

共沉淀法合成磷酸铁锂的途径概述

2011年 第1期 广 东 化 工

第38卷 总第213期 · 97 ·

共沉淀法合成磷酸铁锂的途径概述

王二晓1,许光日2,郑好博3,张永霞1

(1.重庆大学 化学化工学院,重庆 400044;2.河南科技学院 化学化工学院,河南 新乡 453003;3.新乡

市中天光源材料有限公司,河南 新乡 453700)

[摘 要]共沉淀法合成LiFePO4材料的步骤简单,成本低且颗粒均匀,通过控制材料的形貌,粒径,可制备出高振实密度,高倍率性能良好

的材料。随着对共沉淀法的深入研究,合成的途径也越来越多,文章介绍了不同LiFePO4材料的合成途径和各种途径的优缺点,并对共沉淀法

包覆和掺杂改性的研究情况做了简单的介绍。

[关键词]共沉淀法;磷酸铁锂;锂离子电池;合成途径

[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2011)01-0097-03

The Introduction of Different Coprecipitation Pathways to Synthesis Lithium Iron

Phosphate Materials

Wang Erxiao1, Xu Guangri2, Zheng Haob3, Zhang Yongxia1

(1. Chemistry and chemical engineering, Chongqing University, Chongqing 400044;2. Chemistry and chemical

engineering, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003;3. Transit Source Material Co., Ltd., of

Xinxiang City, Xinxiang 453700, China)

磷酸铁锂制备工艺及改性研究进展_叶向果

磷酸铁锂制备工艺及改性研究进展_叶向果

2014年新疆有色金属

磷酸铁锂制备工艺及改性研究进展

叶向果

(新疆有色金属研究所乌鲁木齐830000)

摘要概述了合成LiFePO4的多种方法,主要有高温固相法、微波法、水热法和喷雾热解法等,同时,从掺杂导电碳或在磷酸铁锂颗

粒表面包覆碳、金属包覆、金属离子掺杂和粒径控制等方面介绍了磷酸铁锂材料改性研究的最近进展,提出了磷酸铁锂未来的发展方向。关键词磷酸铁锂合成方法改性

项目资助:自治区科研机构创新发展专项资金《新疆有色金属科研与产业化创新基地建设》,项目编号2013005。随着能源和环境问题日益突出,人们在努力寻

找无污染、可循环使用的新能源。锂离子电池因具

有高的能量密度、高电压、低的自放电率、循环寿命

长等优点,因而受到广泛的应用和大量的研究。在

现有商品化锂离子电池正极材料中,橄榄石结构的磷

酸铁锂(LiFePO4)被认为是最具潜力的锂离子电池正

极材料,因为它的高安全性、稳定的循环寿命以及价

格低、对环境无污染等优点[1]。1LiFePO4的合成方法

LiFePO4正极材料的性能在一定程度上取决于

材料的形态、颗粒的尺寸以及原子排列,因此制备方

法尤为重要。目前,磷酸铁锂的合成方法很多,规模

化的如高温固相法和碳热还原法,少量研究中也有

采用如微波合成法、水热合成法、喷雾热解法等。

1.1高温固相法

高温固相法是目前发展最为成熟的方法。将铁

源、锂源和磷源按化学计量比在球磨机中进行均匀

混合后,在惰性气氛下(N2、Ar等),首先在较低温度

(300~350℃)下处理5~10h,使原材料初步分解,然后

再在高温下(600~750℃)处理10~20h后就可以得到

橄榄石型的LiFePO4。高温固相法合成LiFePO4工艺

简单,易实现工业化,制备条件容易控制,缺点是晶

体尺寸较大,产品倍率特性差[2]。

1.2碳热还原法

碳热还原法通常是于高温固相法一起使用的,就

是在原材料的混合球磨中加入碳源(如蔗糖、葡萄糖)

还原剂,在高温煅烧中利用还原剂分解得到的碳使Fe3+还原为Fe2+,同时在磷酸铁锂颗粒表面包覆一层碳

化学沉淀法设备制作的磷酸铁锂的制作方法

化学沉淀法设备制作的磷酸铁锂的制作方法

本技术提供一种化学沉淀法制备的磷酸铁锂,采用以下步骤:按化学计量比将

LiOH·H2O

,NH4H2PO4

分别配成一定浓度的溶液,然后将FeC2O4·2H2O

配成一定含量的悬

浮液;步骤2

、常温常压下将LiOH

溶液缓慢滴加到FeC2O4·2H2O

和NH4H2PO4

的混合溶液中

进行反应;步骤3

、过滤反应液得到墨绿色沉淀;步骤4

、将沉淀置入管式炉中,N2

气氛下

150

℃干燥5h

,350

℃预分解5h

,700

℃焙烧10h

,随炉冷却后即得锂离子电池正极材

料LiFePO4

。本技术化学沉淀法制备的磷酸铁锂为单一的橄榄石型晶体结构,具有平稳的放

电平台和良好的循环性能具有3.4V

左右的放电电压平台。

权利要求书

1.

一种化学沉淀法制备的磷酸铁锂,其特征在于,采用以下步骤:按化学计量比将

LiOH·H2O

,NH4H2 PO4

分别配成一定浓度的溶液,然后将FeC2O4·2H2O(AR)

配成一定含量

的悬浮液;

步骤2

、常温常压下将LiOH

溶液缓慢滴加到FeC2O4·2H2O

和NH4H2 PO4

的混合溶液中进行反

应;

步骤3

、过滤反应液得到墨绿色沉淀;

步骤4

、将沉淀置入管式炉中,N2

气氛下150

℃干燥5h

,350

℃预分解5h

,700

℃焙烧10h

,随

炉冷却后即得锂离子电池正极材料LiFePO4

2.

根据权利要求1

所述化学沉淀法制备的磷酸铁锂,其特征在于,将步骤4

得到的锂离子电池

正极材料LiFePO4

在350

℃保温冷却之后,向其中加入纯LiFePO4

的理论质量10

%的葡萄糖添

加剂,充分研磨。技术说明书

一种化学沉淀法制备的磷酸铁锂

技术领域

本技术涉及电池材料技术,尤其涉及一种化学沉淀法制备的磷酸铁锂。

背景技术

L iFePO4

等被认为可用作大型动力锂离子电池的正极材料。其中,磷酸铁锂由于具有原料来

源丰富、成本低、安全,以及循环性能优异等优点,被认为是最有前途的正极材料。但其室

温下低的电子电导率和锂离子扩散速度限制了它的广泛应用。目前,制备磷酸铁锂的方法主

磷酸铁锂 工艺

磷酸铁锂 工艺

磷酸铁锂工艺

一、磷酸铁锂介绍

磷酸铁锂(LiFePO4)是一种新型的锂离子电池正极材料,由铁离子、磷酸根离子和锂离子组成。磷酸铁锂具有较高的放电平台电压和良好的循环稳定性,因此被广泛应用于电动车、储能电池等领域。

二、磷酸铁锂的制备工艺

2.1 原料准备

制备磷酸铁锂的关键原料包括氟磷酸亚铁(FePO4·2H2O)、磷酸二氢二锂(LiH2PO4)、乙醇、蔗糖等。

2.2 原料预处理

将氟磷酸亚铁溶解于热水中,获得FePO4溶液。随后将LiH2PO4与乙醇混合并加热,使其溶解。

2.3 反应合成

将FePO4溶液与乙醇中的LiH2PO4溶液混合,加入适量的蔗糖作为还原剂,经过反应合成磷酸铁锂。反应可以利用加热设备控制温度和反应时间。

2.4 洗涤与过滤

将反应合成得到的磷酸铁锂进行洗涤,以去除杂质和副产物。洗涤可以采用反复加入脱离剂水溶液、搅拌和过滤的方法。

2.5 干燥与烧结

经过洗涤和过滤的磷酸铁锂沉淀进行干燥,可以使用烘箱或真空干燥器。干燥后的产物经过烧结处理,使其形成结晶性好、颗粒均匀的磷酸铁锂材料。 2.6 分级与包装

经过烧结后的磷酸铁锂材料进行分级,根据颗粒大小对材料进行筛分,以满足不同应用的要求。分级后的磷酸铁锂材料进行包装,便于储存和运输。

三、磷酸铁锂工艺的优化

3.1 工艺条件优化

磷酸铁锂的制备工艺中,工艺条件的选择对产物的质量和产率有着重要影响。例如,反应温度、反应时间、还原剂用量等参数的优化可以提高磷酸铁锂的电化学性能。

3.2 添加剂的引入

通过引入适量的添加剂,如碳酸锂、碱金属盐等,可以改善磷酸铁锂的导电性和离子扩散性,提高电池性能。添加剂的种类和用量需要经过反复试验确定。

3.3 晶体结构调控

通过控制反应温度、反应时间等参数,可以对磷酸铁锂的晶体结构进行调控,进而改善其电化学性能。晶体结构调控涉及到磷酸铁锂的晶体生长与相转变等方面的研究。

四、磷酸铁锂工艺的应用前景

磷酸锰铁锂合成方法

磷酸锰铁锂合成方法

磷酸锰铁锂合成方法

磷酸锰铁锂(LiMnFePO4)是一种新型的正极材料,具有高能量密度、长循环寿命等优点,被广泛应用于锂离子电池领域。本文将介绍磷酸锰铁锂的合成方法,包括材料准备、反应条件和实验步骤等方面。

一、材料准备

1. 高纯度的化学试剂:包括氢氧化钠(NaOH)、硝酸铁(Fe(NO3)3)、硝酸锰(Mn(NO3)2)、磷酸二氢钾(KH2PO4)和碳酸锂(Li2CO3)等。

2. 溶剂:包括去离子水和乙二醇等。

3. 实验器材:包括电子天平、恒温水浴器、烘箱、搅拌器等。

二、反应条件

1. 反应温度:通常在200℃左右进行。

2. 反应时间:通常需要数小时至数十小时不等。

3. 反应压力:通常在大气压下进行。

三、实验步骤

1. 预处理碳酸锂

将碳酸锂放入恒温水浴器中,加入适量的去离子水和乙二醇,搅拌均匀,使其充分溶解。然后将其放入烘箱中,在80℃下烘干数小时。

2. 溶液制备

将硝酸铁和硝酸锰分别溶解在去离子水中,得到两种金属离子的溶液。然后将这两种溶液混合,加入适量的NaOH,调节pH值至7左右。接着加入KH2PO4,并搅拌均匀。

3. 反应

将预处理好的碳酸锂粉末与上述制备好的溶液混合,在200℃下进行反应。反应过程中需要不断搅拌并保持恒定温度。反应时间一般为数小时至数十小时不等,直至反应完全结束。

4. 洗涤和干燥

反应结束后,将产物用去离子水洗涤数次,并在烘箱中进行干燥。最终得到纯净的磷酸锰铁锂粉末。

四、注意事项

1. 实验室操作时需佩戴防护手套、口罩等防护用品。

2. 实验过程中要注意反应容器的密封性和稳定性,避免发生意外。

3. 在反应结束后,要及时清理反应容器和实验室设备,保持实验室的清洁和整洁。

4. 实验操作过程中要注意控制温度和搅拌速度等参数,确保反应条件的稳定性。

总之,磷酸锰铁锂合成方法是一个相对复杂的过程,需要仔细准备材料、控制反应条件、严格操作步骤等。只有在严格遵守实验规范和安全操作规程的前提下,才能成功合成高品质的磷酸锰铁锂材料。

磷酸铁锂的生产工艺与技术路线选择

磷酸铁锂的生产工艺与技术路线选择

-可编辑修改-

磷酸铁锂的生产工艺与技术路线选择

锂离子电池作为一种高性能的二次绿色电池,具有高电压、高能量密度(包括体积能量、质量比能量)、低的自放电率、宽的使用温度范围、长的循环寿命、环保、无记忆效应以及可以大电流充放电等优点。锂离子电池性能的改善,很大程度上决定于电极材料性能的改善,尤其是正极材料。目前研究最广泛的正极材料有LiCoO2、LiNiO2以及LiMn2O4等,但由于钴有毒且资源有限,镍酸锂制备困难,锰酸锂的循环性能和高温性能差等因素,制约了它们的应用和发展。因此,开发新型高能廉价的正极材料对锂离子电池的发展至关重要。

1997年,Padhi等报道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、循环性能好、电化学性能稳定、价格低廉等特点,是首选的新一代绿色正极材料,特别是作为动力锂离子电池材料。磷酸铁锂的发现引起了国内外电化学界不少研究人员的关注,近几年,随着锂电池的越来越广的应用,对LiFePO4的研究越来越多。

2.1 磷酸铁锂的结构和性能

磷酸铁锂(LiFePO4)具有橄榄石结构,为稍微扭曲的六方密堆积,其空间群是Pmnb型,晶型结构如图2.1所示。

图2.1 磷酸铁锂的空间结构图

LiFePO4由FeO6八面体和PO4四面体构成空间骨架,P占据四面体位置,而Fe和Li则填充在八面体空隙中,其中Fe占据共角的八面体位置,Li则占据共边的八面体位置。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。由于近乎六方堆积的氧原子的紧密排列,使得锂离子只能在二维平面上进行脱嵌,也因此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,材料的理论比容量为170mA·h/g。在材料中形成较强的P-O-M共价键,极大地稳定了材料的晶体结构,从而导致材料具有很高的热稳定性。

磷酸钛锂的合成

磷酸钛锂的合成

磷酸钛锂(Lithium Titanium Phosphate, LiTi2(PO4)3)是一种颇具应用潜力的材料,它具有高的电导率、良好的稳定性和安全性,因此在锂离子电池领域得到广泛应用。本文将介绍磷酸钛锂的合成方法及其相关领域中所展示的应用前景。

1. 磷酸钛锂的合成方法

磷酸钛锂的合成可以通过多种途径实现,以下将介绍两种常用的方法。

1.1 水热法

水热法是一种常用的制备磷酸钛锂的方法。首先,将钛源、磷源和锂源混合,并在适宜的溶剂中进行溶解。然后,在高温高压的条件下,通过水热反应形成磷酸钛锂的晶体。最后,用水或其他溶剂洗涤和离心得到磷酸钛锂产品。

1.2 固相法

固相法是另一种制备磷酸钛锂的常用方法。在固相法中,钛源、磷源和锂源以一定比例混合,并在高温条件下进行煅烧。通过煅烧过程中的相互反应,生成磷酸钛锂晶体。最后,通过粉碎、洗涤和离心等步骤得到纯净的磷酸钛锂产品。

2. 磷酸钛锂的应用前景 磷酸钛锂具有优异的性能,在电池领域以及其他领域展现出广阔的应用前景。

2.1 锂离子电池

磷酸钛锂作为一种优秀的锂离子电池正极材料,其具有高电导率、良好的循环寿命和安全性,因此在锂离子电池领域得到广泛应用。磷酸钛锂正极材料不仅具有高充放电效率,而且在高温和高压条件下仍保持较高的稳定性,使其成为高性能锂离子电池的理想选择。

2.2 温度传感器

磷酸钛锂在温度传感器中具有广泛的应用。由于其电阻与温度呈一定的线性关系,使其成为一种理想的温度传感器材料。磷酸钛锂温度传感器可以在较广的温度范围内稳定工作,并提供准确可靠的温度测量结果。因此,磷酸钛锂温度传感器被广泛应用于工业控制、汽车和热管理领域。

2.3 气体传感器

磷酸钛锂也在气体传感器领域具有潜在应用前景。磷酸钛锂在吸附和解吸气体分子时会发生体积变化,这使其成为一种可能的气体传感器材料。目前,研究人员正在探索利用磷酸钛锂作为气体传感器材料来检测环境中的有害气体,如二氧化碳、一氧化碳等。

2018年高考全国卷1化学试题答案解析

1 2018年高考全国卷1化学试题解析版

1. 硫酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧硫酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:

下列叙述错误的是

A. 合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用

B. 从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、Li

C. “沉淀”反应的金属离子为Fe3+

D. 上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠

【答案】D

【解析】分析:正极片碱溶时铝转化为偏铝酸钠,滤渣中含有磷酸亚铁锂,加入硫酸和硝酸酸溶,过滤后滤渣是炭黑,得到含Li、P、Fe的滤液,加入碱液生成氢氧化铁沉淀,滤液中加入碳酸钠生成含锂的沉淀,据此解答。

详解:A、废旧电池中含有重金属,随意排放容易污染环境,因此合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用,A正确;

B、根据流程的转化可知从正极片中可回收的金属元素有Al、Fe、Li,B正确;

C、得到含Li、P、Fe的滤液,加入碱液生成氢氧化铁沉淀,因此“沉淀”反应的金属离子是Fe3+,C正确;

D、硫酸锂能溶于水,因此上述流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠,D错误。答案选D。

点睛:本题以废旧电池的回收为载体考查金属元素的回收,明确流程中元素的转化关系是解答的关键,题目难度不大。

2. 下列说法错误的是

A. 蔗糖、果糖和麦芽糖均为双糖

B. 酶是一类具有高选择催化性能的蛋白质

C. 植物油含不饱和脂肪酸酯,能使Br₂/CCl4褪色

D. 淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖

【答案】A

【解析】分析:A、双糖又名二糖,是由两个单糖分子组成的糖类化合物; 2 B、根据酶的性质特点解答;

C、植物油中含有碳碳不饱和键;

D、淀粉和纤维素均是多糖。

详解:A、果糖不能再发生水解,属于单糖,A错误;

B、酶是由活细胞产生的具有催化活性和高度选择性的蛋白质,B正确;

C、植物油属于油脂,其中含有碳碳不饱和键,因此能使Br2/CCl4溶液褪色,C正确;

黄磷生产工艺化学方程

黄磷生产工艺化学方程

黄磷是一种重要的无机化学品,广泛用于制造火柴、烟花爆竹、磷酸肥料等。下面将介绍黄磷的生产工艺及其化学方程。

黄磷的生产工艺主要分为战争年代的热还原法和现代的电石法。以下是电石法黄磷的生产工艺及其化学方程:

1. 原料准备

电石法主要原料为石灰石(CaCO3)和高炉炉渣(SiO2)。其中,石灰石是制取电石的主要原料,用于生产含有石灰石和焦炭的焦灰,并通过生成碳酸钙(CaCO3)和氯化钙(CaCl2)的反应方式使它们分离。其他原料如硅酸钙(CaSiO3)和氧化铝(Al2O3)可用于控制黄磷的熔点。

2. 制备焦灰

将石灰石与焦炭按一定比例混合制成焦灰。焦灰的作用是对电石炉中的发生反应提供条件,促进黄磷的生成。

3. 电石炉反应

将焦灰投入电石炉中,加热至1000-1300℃,通过一系列的化学反应生成黄磷。主要的反应方程式如下:

Ca2Si + C = 2Ca + Si

2Ca + O2 = 2CaO

3CaO + P4 = Ca3 P2O8

Ca3 P2O8 + 10C = 10 CO + Ca3P2

在电石炉中,焦灰中的石灰石和高炉炉渣发生热还原反应,产生含有硅、钙和少量黄磷的气体。然后,经过捕集和净化,黄磷被提取出来。

4. 黄磷提取

黄磷提取主要包括净化和冷凝。通过冷却气体,黄磷会凝结成固态,然后进一步提纯。

通过以上工艺,可以生产出纯度较高的黄磷。

黄磷生产过程中的主要化学反应包括:

1. 高温下石灰石还原生成金属钙和二氧化硅的反应:CaCO3 +

C = Ca + CO2

2. 金属钙与氧气反应生成氧化钙:2Ca + O2 = 2CaO

3. 氧化钙与磷反应生成三钙二磷酸:3CaO + P4 = Ca3P2O8

4. 三钙二磷酸与碳反应生成黄磷和一氧化碳:Ca3P2O8 + 10C

= 10CO + Ca3P2

以上是黄磷生产工艺的主要步骤以及相关化学反应方程。

磷酸铁锂液相法

磷酸铁锂液相法

前言:

目前,磷酸铁锂生产技术通常可以分为液相合成法(简称“液相法”)和固相合成法(简称“固相法”)两种,其中液相法可分为水热/溶剂热法、溶胶凝胶法、共沉淀法等。

一、液相合成法

主要有水热/溶剂热、溶胶凝胶法、共沉淀法等,在使初始原料在分子水平上的混合和获得的前驱体更均匀,比起固相合成法有无可争议的优势,但由于对生产条件控制的要求较高,其产业化相比固相合成法难度要大。

其中,水热/溶剂热法是较为普及的液相合成法,其相对较为快捷且易操作,以化学计量比1:1:3的FeSO4、H3PO4和LiOH为原料,首先将FeSO4溶液和H3PO4溶液混合,然后将LiOH溶液加入混合物中,在120℃条件下进行水热反应5h。此种方法在制备过程中,由于锂/铁的原子排布混乱,会使大概7%的铁原子占据锂的位置,使得制备出的产品中磷酸铁锂容量不够高。

S.Yang等对水热法合成LiFePO4晶体进行了大量研究。他们发现pH值对实验结果的影响不大,而且水热法比高温固相法合成的晶体颗粒要小,Fe2+含量高。

液相合成法的优点是容易控制晶型和粒径,物相均一,粉体粒径小,过程简单。但其缺点也很明显:需要高温高压设备,设备造价高,工艺复杂。

综上所述,如果想制备高质量的磷酸铁锂还是需采用液相合成法,只是在实际生产过程中要想办法优化工艺,降低成本。磷酸铁锂龙头企业德方纳米就是采用的液相合成法——“自热蒸发液相合成纳米磷酸铁锂技术”。该技术综合了自热蒸发液相合成法、非连续石墨烯包覆等技术,在常温常压下,通过将原料锂源、铁源、磷源和辅料混合后即可自发反应,反应放热后快速蒸发水分而自动停止反应,得到纳米磷酸铁锂的前驱体,而后在烧结过程中加入碳源,进行两次的高温分解,得到非连续的石墨烯包覆磷酸铁锂颗粒。

二、固相合成法

固相合成法是目前应用最多、研究最为成熟的合成磷酸铁锂的方法,其中,碳热还原法又是应用较为广泛的。

固相合成法使用的铁源一般为草酸亚铁、氧化铁、磷酸铁等,锂源一般为碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂等,磷源一般为磷酸—二氢铵、磷酸氢二铵等。将上述原材料按化学计量比混合均匀后,在保护气(N2、Ar等)下,首先在较低温度下处理1—5h,使原材料预分解,然后再在高温下(550—750℃)处理5—20h,由于原材料种类较多,因此该反应方法的关键是原材料混合时必须均匀。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
相关文档
最新文档