什么是磷酸鐵鋰

磷酸鐵鋰是主流的鋰電池正極材料，簡稱LFP，化學式為LiFePO4。LiFePO4主要用于各種鋰離子電池。與傳統(tǒng)的鋰離子二次電池正極材料相比，LiFePO4來源更廣，價格更低，更環(huán)保。

LiFePO4電池在安全性、成本、高溫性能和循環(huán)性能方面具有突出優(yōu)勢。它們是商用電動汽車動力鋰離子電池的理想正極材料，也廣泛應用于儲能領域，如家用備用電源powerwall電池、便攜式電池站和大型儲能電站等。

LiFePO4正極材料的性能在一定程度上取決于材料的形狀、顆粒的大小和原子的排列，因此制備過程尤為重要。

 

磷酸鐵鋰材料市場調研報告

目前工業(yè)生產磷酸鐵鋰的主流工藝有：草酸亞鐵法、氧化鐵紅法、全濕法（水熱合成）、磷酸鐵法和自熱蒸發(fā)液相法。其中，草酸亞鐵工藝是早期最常見的制備工藝，該路線下的LiFePO4成本相對較高。

全濕法是一種相對先進的制備工藝，但該工藝需要在高溫高壓下反應，不利于工業(yè)化生產。通過鐵紅工藝制備的LiFePO4通常性能較差，磷酸鐵工藝最有可能發(fā)展成為制備磷酸鐵鋰的標準工藝。

 

草酸亞鐵法

草酸亞鐵法是早期常用的制備工藝。以碳酸鋰和氫氧化鋰為鋰源，草酸亞鐵為鐵源，將原料球磨干燥后，在惰性氣體或還原性氣氛中，隨著一定的升溫，加速加熱至一定溫度，反應一段時間后冷卻。

優(yōu)點：工藝簡單，易于實現工業(yè)化

缺點：顆粒大小不易控制，分布不均勻，形狀不規(guī)則，合成過程需要惰性氣體保護。

 

氧化鐵紅法

氧化鐵紅粉末制劑

 

 

1.加入硫酸溶解廢鐵，得到FeSO4

2.加入NaOH，與FeSO4反應得到沉淀的Fe（OH）2

3.燒結后Fe（OH）2分解為Fe2O3

4.用水洗滌除去Fe2O3中的Na雜質

 

磷酸鐵鋰制劑

1.用磷酸二氫銨和碳酸鋰分散研磨氧化鐵紅粉末

2.噴霧干燥

3.高溫燒結反應

4.研磨生產LFP

 

FRM系列高速攪拌機

 

 

循環(huán)攪拌球磨機QX系列

 

 

優(yōu)點：原材料價格低，提高了材料的導電性

缺點：使用硫酸，不易控制；過程中需要排放大量廢水，同時產生大量氨氣，處理難度大，環(huán)保壓力大。

 

全濕法

全濕法（水熱法）是一種比較先進的制備工藝。它是將硫酸亞鐵、氫氧化鋰和磷酸溶解在水或其他溶劑中，通過水熱過程進行反應以合成LiFePO4的過程。

 

 

VCJ系列高溫涂布機

 

 

優(yōu)點：相均勻，粉末粒度小，操作簡便，批料穩(wěn)定性好，原料廉價易得，不需要惰性氣氛。

缺點：粒度不均、相不純、設備投資大、工藝復雜

 

磷酸鐵法

磷酸鐵制劑

1.加入硫酸溶解廢鐵，得到FeSO4

2.加入（NH4）3PO4與FeSO4反應得到沉淀的FePO4

 

磷酸鐵鋰制劑

1.磷酸鐵和碳酸鋰或氫氧化鋰的分散和研磨

2.噴霧干燥

3.高溫燒結反應

4.研磨生產LFP

 

棒銷分散機SMLYU系列

 

 

優(yōu)點：循環(huán)性能好，價格低

缺點：生產周期長、能耗高、污染嚴重、批次穩(wěn)定性差

 

自熱蒸發(fā)液相法

1.硝酸鐵的制備

● 加入硝酸，與純鐵反應得到Fe（NO3）3，放出一氧化氮

2.硝酸鋰的制備

● 加入硝酸，與碳酸鋰反應生成硝酸鋰，并排放少量二氧化碳

3.磷酸鐵鋰的制備

● 在硝酸鋰中加入鐵源和磷源，加熱反應生成LiFePO4-NH3，排出二氧化氮

● 流化床干燥

● 輥道窯燒結，分解LiFePO4·NH3得到LiFePO4

● 射流破碎

 

優(yōu)點：低溫性能優(yōu)異，循環(huán)性能好，能耗低，批次穩(wěn)定性好

缺點：純鐵沒有明顯的價格優(yōu)勢，硝酸具有較強的氧化性和腐蝕性，難以控制，反應排出的一氧化氮和二氧化氮都是有毒氣體，該工藝的環(huán)保壓力巨大。工藝復雜，不利于成本控制。

 

攪拌球磨機SX系列

 

 

磷酸鐵鋰新技術介紹

目前，LiFePO4的利潤率正在不斷壓縮，急需新工藝、新產品來制備低成本的磷酸鐵。

 

新技術介紹：

1.利用廢鐵和磷酸制備磷酸鐵

 

Fe+2H3PO4→Fe（H2PO4）2+H2

Fe（H2PO4）2+氧化劑→FePO4

 

2.通過磷酸鐵和鋰源制備LFP

2FePO4+Li2CO3+2C→2 LiFePO4+C02+C0

 

3.大型設備（如大型砂磨機、大型噴霧干燥等，有助于提高單位生產能力）

 

優(yōu)勢：

● 廢鐵來源廣泛，價格低廉

● 磷酸不具有強氧化性和腐蝕性，是一種相對安全、易于控制的酸

● 無有毒有害氣體排放，環(huán)保壓力低

● 工藝流程簡單，生產成本優(yōu)勢明顯

● 該工藝制備的LFP成本可控制在20000元/噸

 

納米顆粒分散器VSM系列

 

 

新工藝通過改變鐵源制備工藝，減輕了環(huán)保壓力，使磷酸鐵的生產成本顯著降低，制備工藝簡單。

其產品具有可實現大功率快速充放電、適應超低溫和惡劣條件、安全可靠、壽命長、成本相對較低的特點，技術水平處于世界領先地位。