两大磷酸铁锂供应商的PK,一个坚持液相合成法,一个坚持固相合成法

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导读:磷酸铁锂(LiFePO4)具有环境友好、价钱便宜、平安性能好等优点,被认为是最具应用远景的锂离子电池正极质料之一,已经普遍应用于海内的电动车动力电池中。磷酸铁路线的基本工艺流程,主要包罗磷酸铁前驱体的生产、湿法球磨、喷雾干燥、烧结这几个主要步骤。关于磷酸铁锂的合成工艺也有不少研究,若何选择工艺方式也是一门学问。

磷酸铁锂的合成方式主要有:固相法和液相法,固相法包罗:高温固相反映法、碳热还原法、微波合成法、机械合金化法,液相法包罗:液相共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热合成法。

作为2019年出货量前两名的德方纳米和贝特瑞在磷酸铁锂合成工艺上划分选择了液相法和固相法,这两种方式有什么区别,德方纳米和贝特瑞的磷酸铁锂产物又有什么特点?

工艺流程对照

1. 固相法

固相合成法由于其工艺简朴,且易于工业化,是制备电极质料最为常用的一种方式,碳热还原法是最通用的固相法,碳热还原法接纳廉价的三价铁还原成二价铁,同时使热解的碳包覆在磷酸铁锂上起到增强导电性的作用,可谓是一石二鸟。

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碳热还原法工艺流程图

2. 液相法

液相法的制备最大的特点是加入了溶剂。以水热法为例,在密封的压力容器中以水为溶剂,通过质料在高温高压的条件下举行化学反映,经由过滤、洗涤、烘干后获得纳米前驱体,最后经高温煅烧后即可获得磷酸铁锂。

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液相法工艺流程图

单从工艺流程来看,固相法工艺简朴,适合大规模生产,但其物料之间夹杂不平均,粒径漫衍局限广,导致产物一致性差;液相法的优点当然是夹杂平均,产物一致性好,质量就相对更好一点,然则反映历程条件要求高,生产装备较庞大,量产难度较大。

原质料成本对照

由上述工艺生产我们已经知道固相法的工艺简朴,而液相法不管是装备照样工艺都更庞大,以是相对的其生产成本也要高一些,那么原质料成本谁更高一些?

固相法与液相法的原质料价钱对比

两大磷酸铁锂供应商的PK,一个坚持液相合成法,一个坚持固相合成法

由上表我们可以清晰地看出,固相法的质料成本更高一些,主要是由于无水磷酸铁的价钱高,导致固相法原质料价钱偏高。

选哪种方式都需要进一步优化

我们可以看出不管是固相法照样液相法都不是那么完善,有许多需要改善的地方,而两家龙头企业选择差别的方式可能由于:德方纳米是专业做磷酸铁锂正极质料的,对产物的一致性、稳定性等更看重,而贝特瑞是负极质料的龙头企业,以是在固相法的合成上更有履历。

1. 德方纳米若何优化液相法?

液相法的瑕玷是工艺庞大,德方纳米就对其举行了简化,通过一次烧结获得磷酸铁锂正极质料,同时改善了磷酸铁锂的碳包覆方式和金属掺杂方式,还改善了磷酸铁锂正极导电性差、容量较低等问题。

德方纳米的纳米磷酸铁锂的性能参数

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2. 贝特瑞若何优化固相法?

贝特瑞改善了磷酸铁锂固相法的生产工艺,提高了生产效率,降低了制备成本,改善了批次不稳定的问题。与传统的全固相制备方式相比,贝特瑞增加了颗粒细化历程并免去烘干历程,大幅降低了制备时间,其制备出的磷酸铁锂正极可逆容量大于156mAh/g,倍率性能优异。此外,贝特瑞还改善了磷酸铁锂正极的低温性能差、导电性差、容量低等问题。

贝特瑞磷酸铁锂产物的理化指标

两大磷酸铁锂供应商的PK,一个坚持液相合成法,一个坚持固相合成法

对于磷酸铁锂来说不管是液相法照样固相法,都还有优化的空间。质料拼到最后拼的是手艺,磷酸铁锂能否一直稳坐主流正极质料的宝座还需要企业加大对其工艺的优化升级,将其性能推向更高的水平。

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