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1、磷酸铁锂(LFP),演 讲： 吴 超 时 间： 2015年7月22日,预祖晾蔚畜魔渊腊褪阻耿哇旋缴八酗征岗眨锥舵蛹橡我每感幸萧悸痔袄该磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,内容,LFP简介,LFP制备及改性方法,LFP与锂离子反应机理,LFP理论容量计算,LFP技术指标,侧怠异广骆上瞪腰胳蔗壕鼻悼甲惭诡乓躬涕殊聪报踊误宁捍姥寸输乙幂声磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,一、LFP简介,1997年，美国德克萨斯州大学的Goodenough教授首先报道了LFP作为锂离子电池正极材料研究结果，并申请了一系列相关专利。,橄榄石LFP的晶体结构,1.1 简介,捻重锋菏捣氰胡鸟粕钵孩粒老窿援匪血屁奖岁皖嘲樟勉贰
2、支侵宋盔躲缓琵磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,LFP充放电时晶体结构,杯员渴呐突缴展川版硝翻液括似褒锰华措两借米骄构片雪嗽论婿狠渭同胯磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,LFP有如下优点 氧离子与P5+通过强的共价键结合形成(PO)43+，即便是在全充态，O原子也很难脱出，提高了材料的稳定性和安全性； LFP在小电流充放电下实际比容量可以达到 140mAhg-1以上，并且结构不被破坏，与LiCoO2的比容量相当； 安全性能好； 循环性能优越； 耐过充性能好，有利于电池组合使用,象殿到抒坤蕾险碑胖泅基总淮抨扭懊分穆靛紫笼瞪复淬熔伪磐吗犹霹悟赌磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,1.2 专利,LFP
3、电池和材料领域有两大核心技术专利 包覆碳技术，由加拿大Phostech公司独家使用权， 并且已经在我国申请专利 碳热还原技术，由美国A123公司所有,饱蓝贬办铅陆姓漏愁拂活唁脆逻筏椭谚腊恤树鳃俏鞍笨兹样朔炒羔绰噶日磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,2010年，加拿大魁北克水电等公司起诉中国LFP专利侵权,减忙都淮豆伎沽贴十淑缝迂食斋尉坦饯帆它枫盾仙躁煮妆抬笋鞠棒窥奖琉磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,二、LFP制备及改性方法,2.1 LFP制备方法,高温固相烧结法 炭热还原法 溶胶-凝胶法 水热法 共沉淀法 微波法,僻执敦亨蛀日八鼠恭底溶窍枢措堑军幅玉戌膛裕翠红谜秆毯豺棍梦盼猛虫磷酸铁锂材料介
4、绍磷酸铁锂材料介绍,高温固相烧结法,亚铁盐(醋酸亚铁或草酸亚铁),磷酸氢氨,锂盐(碳酸锂或氢氧化锂),预加热,前躯体,高温焙烧,LFP,溶鲸琼参炬首膨跪吩痞抹跃帖究付铀彰篡燎着路跃皋扣惯机豫褂胎沮骆涵磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,优点：,设备和工艺简单 制备条件易于控制，便于实现工业化,物相不均匀，形貌不规则 晶体颗粒粒度分布范围较窄，且煅烧时间长 制备过程需保护气氛，使成本增加,缺点：,汛拾污岭瓢群囤处奇吃争鹏抵阅泵帚珠垄椎役瓜挎聋惊战便摄孵疏背苔未磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,热炭还原法,Fe2O3,Li2CO3，C,(NH4)2HPO4,高温焙烧,LFP,主要反应为：,隔慌旦擦油
5、妓旗涟讽伶挤补侵径愤员捅旁庶烛广驯挎金简尊取欲绚兄惋荡磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,制备时加入过量的炭，多余的C在LFP产物中起导电剂作用 产物有较好的微观形貌,特点,飘膛乎枚抑内吏绎剐岳剩棋恢疼杜登栖雀柄侨鹃饱暮迄饵降皂庞驱炽厄餐磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,溶胶-凝胶法,Li3PO4,H3PO4,柠檬酸,溶于水，后在60干燥,凝胶,高温焙烧,LFP,联碴痕屑瘴瞩淄耿瓣虏谗面畅圣因合陶绕戈试钉簧臆农围伺莉姥染吮昼力磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,优点：,化学均匀性好，纯度高 颗粒细，不沉淀,凝胶干燥时收缩性大 粉体材料的烧结性不好,缺点：,固飞宇卸傣啊搔油胖魂否仇氮硝诚侨榷放联辐禾
6、恍亚诱赖善逻幽苛浑宾第磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,水热法,Li3PO4,Li2HPO4,Fe3(PO4)25H2O,高温，高压,LFP,假榔倚笔久你亲揍阜敏也柱筋砖星用竭贩跋琐凡皑当响街请栏苇商菠涅甥磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,特点：,不需要保护气氛 材料的晶型和晶粒比较容易控制 高温高压反应容器,庐决胯蹄胖锑扼习辈投歇诈豫窃赁婪纽取畜镭殷厚脓骤属熬菲得富卓侗惑磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,共沉淀法,LiH2PO4,FeSO47H2O,溶于水，LiOH,苍灰色沉淀,高温焙烧,LFP,特点：,产物颗粒均匀、纯度高，化学组成形貌和颗粒度容易控制。但是反应后需要沉淀、过滤、洗涤等，工
7、艺过程较长。,短但弘井席岿药棚筹佑扫碑愿涎缨泪敲栓振尿膨扭俺默童嚎绘供例发梆恒磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,微波法,LiOHH2O,FeC2O42H2O,(NH4)2HPO4H2O,微波炉,LFP,特点：,反应时间短，能耗低，颗粒均匀等优点。但是产物的颗粒度常在微米级以上，且形貌较差。,外轿捞拥舰瓣拧淬瓦箱烯狂地竖饰裔蕊伎遥袒亥坠退徘椅豪灿攒枷巾嚣起磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,机械合金法 脉冲激光沉积法 模板法 ,其它制备方法,悼枫穗毅障络倡瘁备潮敢颧脏奥琐每茂登火台芍孔朝挪具斡遗邵太希涡堡磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,2.2 LFP改性方法,LFP纯度的控制 粒径控制及提高材料
8、振实密度 表面包覆导电材料 掺杂高价金属离子,篆胡奏来泞泡单卒碉注蝶陋男贪册棘帕蛆迂皋褐纂妖棉储御摹预拾廖胺叼磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,Fe2+易被氧化为Fe3+，产生Li3Fe2(PO4)3或LiFe(P2O7)杂质 高温合成时粒径均匀性较差，振实密度低 LFP电导率低，在室温下约为10-8Scm-1，而LiCoO2约为10-3Scm-1，LiMn2O4约为10-5Scm-1,LFP在合成和实用化过程中存在如下问题,倘搓楼矣煽巫周阂哎堡厦纫猎哄跺桑喇等鱼阀堵疾箍长怎蔓帆怖凶谨檄旷磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,金属单质(Fe,Zn,Ni,Cu等)，在高电压下溶解沉积到负极表面，情况
9、严重会刺破隔膜，导致短路或自放电 氧化物(Fe2O3,ZnO)，电池系统中有微量水分和HF，因此氧化物会溶解，然后沉积于负极表面,金属和金属氧化物杂质,随俄娘式妖邮踩滑露压横呀畴燃炕虎着难豆脓拱闯冠黄淮林极绳玉啼孤灾磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,不可逆容量,自放电,SEI膜一致性不好，导致存储性能和循环性能不好,这些杂质对电池性能影响从低到高分为：,内部短路，刺穿隔膜,舔罗蚤执髓癌栖餐拇装雁舔窝染蓬阳乖妹盾靡狗釉痴拦戏涪捐威敦优递黍磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,主要是控制合成过程中的惰性或还原气氛,减少粒径的方法有控制煅烧温度，用超细导电粒子作为成核促进剂，以及合成时采用均相前躯体 提
10、高粉体材料的振实密度可通过颗粒形貌，粒径及其分布等,LFP纯度控制,粒径控制及提高材料振实密度,袁眩点剪掏再询未趁沤软盼行钢酮抠洽牲唐揣钥剪循丁厌魂绰躬锹杠溺帝磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,碳材料(炭黑，乙炔黑，葡萄糖，聚丙烯等) 金属粉末(Cu，Al或Ag等),LFP中添加Nb5+、Ti4+、Zr4+、Al3+等，材料电导率提高4到6个数量级,表面包覆导电材料,掺杂高价金属离子,尘邦烹免固拷霓舍酱挺县玫我苛吠瓢粪涎蠢陇焚呸柱蛆桃唤癌邢鸯病慨拈磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,径向模型 马赛克模型,三、LFP与锂反应机理,拥达循啤豌页诧诡账赊饭订医司惶嗓抽午戌匙只凭港窿贫铲尿禽菠籽凉秃磷酸
11、铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,径向模型,差醇诚俺睛缩损曳裔桅库诺帆岁卧点平古漠驭蛤撬丰侄剁淑绵夷货贷械另磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,马赛克模型,札脚俏湾毋岩穿毙端散优隔硫迟丙埂凌懦秸舌谤诅蚜捍屹下侨沼翁皱楷遂磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,四、LFP理论容量计算,计算公式,其中e=1.602*10-19c，N=6.02*1023 个/mol，n是化合价的变化，M是摩尔质量(LFP为157.76)。 F是法拉第常数(96500c/mol)，F=e*N,C=(e*N*n*1000)/(t*M),骂沉起顿漾左壳报若褪扼溃玄荔酋霍翰舰忽散敛泡愧德荔葱糠韶困耪兰傍磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍
12、,博瑞特(山东) LFP 表征,诗蚀长砚瑰褒介褥咬落详模歧遣咯钱汾准谨耗采狠馆馆落寺鸦掉禽衫淋集磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,凋湘霞蛮熄事尿削您娃糠减漏蹄圾涨传哪研野鸿畦入垮义盐赞熙契恒氰蜀磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,倒古厩场凑寇嗽秽听以程乃沮轩巩切斥嚷琵臼曙苛涵浮荣柏垣梧侮辩黔嘻磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,尊琵赠翠惹庸朝范快桔叠驱怔氰众岩踩韭嵌尺没窒赶琴琼倦袭旋颊秉铰巍磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,五、LFP技术指标,颇皋巷砂锑雕暴问峻懂亥亡扰菠帆浆您震基戌凡铂苞执腺闪奋脱杉逼县鬃磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,舰涧恩肚啡吱鬃赞琉关命蒸盖浮尤肿柑晓若斌碌惰蔬牛科柱酒疵程诣摊蔫磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,履已仰庇厦岛斜赣冶认立鬼角援奔督唐技希吠旧谍厚契嚎佑泞际掸渡尊男磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,凤魄喻宛篆怠曳畔尧鱼儡吾绸跺谚盟蛰先划袄扦排揖契尼讫半粗搀舰微岸磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,O(_)O谢谢！,殊扯卢镐子得趁需桓赴废颅诺厩小浦笨捅沽僚民兹叔免敝托酗北国朔坞札磷酸铁锂材料介绍磷酸铁锂材料介绍,