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浅谈锂电池正极资料——磷酸铁的脱水枯燥

信息来历: | 宣布日期: 2016-08-08 00:00:00 | 阅读量:567
关头词:浅谈锂电池正极资料——磷酸铁的脱水枯燥

脱水枯燥是锂离子电池资料永久的话题,不管是在正、负极资料出产,仍是在电极出产进程中都要面临脱水枯燥的题目。fepo4资料既是lifepo4资料的先驱体,又能够零丁作为正极资料操纵,是以fepo4资料的脱水枯燥题目是咱们没法躲避的坚苦。


普通来说磷酸铁的脱水枯燥进程首要分为两个局部:

第一个局部很简略,首要是为了脱掉资料中的一些自在水,这些水^轻易脱除,温度也较低。第二个局部就比拟坚苦了,这个局部要脱掉资料中结晶水,这些水份子与磷酸铁资料以化学键的体例连系在一路,须要较高的活化能——也便是较高的温度,能力将这局部水完整脱除,可是对这一进程的反映能源学的研讨并不是良多。

磷酸铁的制备普通接纳硫酸铁或其余可溶性铁盐为铁源,以磷酸或磷酸盐为磷源,以naoh为ph调理剂,接纳共积淀的方式制得。 

现实出产中普通节制ph在1.6-2.0之间,ph太高时则能够析出fe(oh)3杂质,而ph值太低则会致使fe3 积淀不完整。积淀颠末过滤和洗濯后则须要停止低温烧结,这个进程首要是有两个目标,起首是脱去fepo4·2h20资料中的水份,其次是为了使fepo4资料晶体充实发育,以保障资料有完整的晶型。

热重尝试发现,在50-223℃规模内,fepo4·2h20资料显现了20.23%的失重,这首要是fepo4·2h20资料中的两个结晶水被脱除,尔后跟着温度的降低,fepo4资料并不延续显现失重,是以脱水枯燥进程首要是在此进程中实现的。

而在736℃显现了一个放热峰,而并不显现品质丧失,这标明在该温度下,fepo4资料产生了晶型的改变,后续的xrd衍射阐发也发现,在700℃下分解的fepo4资料衍射峰较宽,局部特点峰不显现,申明该温度下分解的fepo4资料晶型发育不够完整,结晶度较差。

将温度进步到800℃时,一切的特点峰均显现,可是特点峰的强度仍然较低,较宽,标明在该温度下,晶体发育仍然不完整,当把焙烧温度进步到900℃时能够注重到,此时不只显现了一切的特点峰,六方晶系的一个特点峰(206)/(302)也已完整分隔了,标明fepo4资料晶型发育无缺。 

在900℃下,制备的fepo4资料属于六方晶系,晶胞参数为a=0.50330nm,b=0.50330nm,c=1.12470nm,具备α-石英布局,这类布局有益于锂离子嵌入到fepo4资料。 

针对fepo4的脱水枯燥的能源学研讨并未几,fepo4资料脱水枯燥机理和能源学研讨对磷酸铁资料的出产工艺拟定具备主要的意思。  


武汉大学的张梅芳等操纵tg-dtg-dta热阐发研讨了fepo4·4h20资料的脱水枯燥机理和能源学,研讨发现fepo4·4h20资料在200℃下显现了两个dta放热峰和dtg失重速度峰,这标明在脱水枯燥进程中最少是一个两步反映,计较标明该反映是一个d4-fn两步反映,此中d4反映的活化能为79.62kj/mol,fn反映的活化能103.04kj/mol。

研讨发现,升温速度对反映中的脱水枯燥品质不影响,只需加热温度到达响应温度就能够将fepo4中的水充实脱除。这对磷酸铁的烧结工艺有主要的意思。


针对磷酸铁独有的超细超轻的特征,前锋枯燥在传统的根本上,颠末近十年的试探,不时优化,延续改良,胜利研发了电池资料公用闪蒸枯燥机,产物取得国度高新手艺产物证书1项,发现专利1项,适用新型专利3项,并在浙江振华、河南净寰、中盐红四方、新泰盈和、江西艾德等公司都获得了杰出的利用。


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前锋电池资料闪蒸枯燥机专利证书:

                  zl 2011 1 0055153.2 扭转闪蒸枯燥体系

                  201520770679.2新型闪蒸枯燥机

                  201520769517.7立式二次闪蒸枯燥机

                  201520770025.x卧式二次闪蒸枯燥机

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