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一、磷酸鐵鋰簡介
磷酸鐵鋰的晶格結構圖
磷酸鐵鋰在自然界中以磷鐵鋰礦的形式存在,，具有有序的橄欖石結構,。磷酸鋰鐵化學分子式為：LiMPO4，其中鋰為正一價,；中心金屬鐵為正二價,；磷酸根為負三價，常用作鋰電池正極材料,。磷酸鐵鋰電池的應用領域有：儲能設備,、電動工具類、輕型電動車輛,、大型電動車輛,、小型設備和移動電源，其中新能源電動車用磷酸鐵鋰約占磷酸鐵鋰總量的45%,。
二,、磷酸鐵鋰作鋰電正極材料
與其他鋰電池正極材料相比，橄欖石結構的磷酸鐵鋰更具有安全,、環(huán)保,、廉價、循環(huán)壽命長,、高溫性能好等優(yōu)點,，是最具潛力的鋰離子電池正極材料之一。
安全性能高
磷酸鐵鋰晶體中有穩(wěn)固的P-O鍵,，難以分解,，在過充和高溫時不會結構崩塌發(fā)熱或生成強氧化物，過充安全性較高,。
循環(huán)壽命長
鉛酸電池的循環(huán)壽命在300次左右,，使用壽命在1~1.5年之間。而磷酸鐵鋰電池循環(huán)次數(shù)可達2000以上,，理論上使用壽命能達7~8年,。
高溫性能好
磷酸鐵鋰電熱峰值可達350℃-500℃，而錳酸鋰和鈷酸鋰只有200℃左右,。
環(huán)保
磷酸鐵鋰電池一般被認為不含重金屬和稀有金屬,，無毒，無污染,，是絕對的綠色環(huán)保電池,。
磷酸鐵鋰作為正極材料的充放電作用機理不同于其他傳統(tǒng)材料，其充放電參與電化學反映的是磷酸鐵鋰的磷酸鐵兩相,，充放電反應如下：
充電反應：
LiFePO4 -xLi+ - xe- → xFePO4 + (1-x)LiFePO4
放電反應：
FePO4 + xLi+ + xe- → xLiFePO4 + (1-x)FePO4
充電時，Li+ 從LiFePO4中脫離出來，F(xiàn)e2+ 失去一個電子變成 Fe3+,；放電時,，Li+ 嵌入磷酸鐵中變成 LiFePO4 。Li+ 的變化發(fā)生在LiFePO4 / FePO4 界面,，因此其充放電曲線非常平坦,，電位也較穩(wěn)定，適合做電極材料,。
三,、磷酸鐵鋰的制備
制備磷酸鐵鋰的原料豐富。部分常見鋰源,、鐵源,、碳源、磷源如下：
磷酸鐵鋰粉體的制備在一定程度上會影響其作為正極材料的性能,。目前制備磷酸鐵鋰的方法很多,，如高溫固相反應法、碳熱還原法以及尚未規(guī)�,；乃疅岱�,、噴霧熱解法、溶膠-凝膠法,、共沉淀法等,。
1.高溫固相反應法
高溫固相反應法是制備磷酸鐵鋰是目前發(fā)展最為成熟也是使用最廣泛的方法。將鐵源,、鋰源,、磷源按化學計量比均勻混合干燥后，在惰性氣氛下,，首先在較低溫度（300~350℃）下燒結5~10h,，使原材料初步分解，然后再在高溫（600~800℃）下燒結10~20h得到橄欖石型磷酸鐵鋰,。
高溫固相法合成磷酸鐵鋰工藝簡單,，制備條件容易控制，缺點是晶體尺寸較大,，粒徑不易控制,、分布不均勻，形貌也不規(guī)則,，產品倍率特性差,。
2.碳熱還原法
碳熱還原法是在原材料混合中加入碳源（淀粉、蔗糖等）做還原劑,，通常和高溫固相法一起使用,，碳源在高溫煅燒中可以將Fe3+ 還原為Fe2+ ,，避免了反應過程中Fe2+變成Fe3+，使合成過程更加合理,，但是反應時間相對較長,，對條件的控制更為嚴苛。
3.噴霧熱解法
噴霧熱解法是一種得到均勻粒徑和規(guī)則形狀的磷酸鐵鋰粉體的有效手段,。前驅體隨載氣噴入450~650℃的反應器中,，高溫反應后得到磷酸鐵鋰。噴霧熱解法制備的前驅體霧滴球形度較高,、粒度分布均勻,，經過高溫反應后會得到類球形的磷酸鐵鋰。磷酸鐵鋰球形化有利于增加材料的比表面積,，提高材料的體積比能量,。
4.水熱法
水熱法屬于液相合成法，是指在密封的壓力容器中以水為溶劑,，通過原料在高溫高壓的條件下進行化學反應,，經過濾洗滌、烘干后得到納米前驅體,，最后經高溫煅燒后即可得到磷酸鐵鋰,。水熱法制備磷酸鐵鋰具有容易控制晶型和粒徑，物相均一,，粉體粒徑小,，過程簡單等優(yōu)點，但需要高溫高壓設備,，成本高,，工藝比較復雜。
除上述方法外還有共沉淀法,、溶膠-凝膠法,、氧化-還原法、乳化干燥法,、微波燒結法等多種方法,。
四、總結
盡管磷酸鐵鋰的制備方法較多,，但是除高溫固相反應法得以工業(yè)化應用以外,，大都處于實驗室研究階段。隨著對磷酸鐵鋰制備及改性等技術研究的不斷深入,，磷酸鐵鋰作正極材料的產業(yè)化速度也會不斷加快,。欲了解最新的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的產業(yè)化進展，請報名參加10月16-17日召開的2017能源顆粒材料制備及測試技術研討會,！屆時中南大學胡國榮教授將與您分享《鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的產業(yè)化進展》的報告,。
中南大學冶金與環(huán)境學院輕金屬及工業(yè)電化學研究所所長,，先進電池材料教育部工程研究中心副主任，中國化學與物理電源協(xié)會理事,，中國鋰電池協(xié)會理事,，國際電源商情編委,，鋰電池通訊編委,。
主要從事電化學理論與應用、能源材料等方面的研究,，在鋰離子電池正極材料的研發(fā)和產業(yè)化工作發(fā)明取得了突出成果,。曾主持和參加國家及省部級科研項目20余項, 包括國家發(fā)改委重大產業(yè)化專項一項，國家科技部“863” 項目一項,，負責國家科技支撐計劃項目一項,，國家級火炬計劃項目一項以及湖南省重點科技項目多項。在鋰離子電池正極材料的產業(yè)化方面取得了突出成果,，成功實現(xiàn)鈷酸鋰,、錳酸鋰和磷酸鐵鋰的產業(yè)化。
關于2017能源顆粒材料制備及測試技術研討會
本次會議旨在為國內外相關學者,、產業(yè)界人士在能源顆粒材料應用方面的研究提供溝通平臺,，強化行業(yè)信息交流，為鋰電池,、電容器,、燃料電池、電動汽車電池技術突破做出貢獻,。
主辦單位：中國顆粒學會能源顆粒材料專委會,、中國粉體網(wǎng)
協(xié)辦單位：紐倫堡會展（上海）有限公司
贊助單位：細川密克朗(上海）粉體機械有限公司、丹東百特儀器有限公司,、江蘇密友粉體新裝備制造有限公司
支持單位：中國科學院寧波材料技術與工程研究所,、中國科學院過程工程研究所、清華大學,、中國科學院物理研究所,、中國科學院大連化學物理研究所、中國電池工業(yè)協(xié)會,、中國超級電容產業(yè)聯(lián)盟,、東莞市億富機械科技有限公司、石家莊日加粉體設備科技有限公司,、江蘇高準智能裝備有限公司,、臨朐縣追日機電設備有限公司、廣州中卓智能裝備有限公司,、深圳市博億化工機械有限公司,、馬爾文儀器有限公司,、新鄉(xiāng)市豪邁機械設備有限公司、江蘇前錦爐業(yè)設備有限公司
會議亮點
亮點一：能源顆粒材料政策性解讀,；
亮點二：站在顆粒制備的角度,，審視鋰電池、鈉電池,、超級電容器,、燃料電池等核心能源材料的優(yōu)劣；
亮點三：探討新型能源顆粒（如石墨烯,、碳納米管,、三元鋰電正極、鈉離子電池電極,、金屬鋰）技術及其在能源存儲與轉化行業(yè)中的應用,；
亮點四：能源顆粒材料領域及產業(yè)領軍人物的最新技術成果交流；
亮點五：展覽和會議結合,，鋰電材料,、超級電容器制造裝備、檢測技術及應用一站式展示,。
亮點六：項目對接,。國內多家鋰電池，鋰電材料生產企業(yè),，新建項目負責人現(xiàn)場進行原材料,，設備，儀器的采購咨詢,。
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