发布时间：2023-03-29 15:34:00 点击：

磷酸铁锂具有橄榄石结构，循环性能好、电化学性能稳定、价格低廉等特点，常用作动力锂离子电池正极材料。
磷酸铁锂的分子表达式为LiFePO4 ，其在锂电池充放电过程中的作用原理为：
当锂电池充电时，锂离子Li+从磷酸铁锂正极材料LiFePO4 中脱离，穿过电池隔膜和电解液后嵌入负极材料，完成充电过程，失去Li+的LiFePO4变成脱锂产物—磷酸铁FePO4。
当锂电池放电时，Li+从负极材料中脱离，穿过电池隔膜和电解液后回到正极材料，FePO4在Li+嵌入后变回LiFePO4 ，完成放电过程。

磷酸铁锂制备工艺多样，主要分为固相法，液相法这两大主流工艺。固相法是目前最成熟也是应用最广的磷酸铁锂合成方法，液相法工艺难度较大。今天小编给大家介绍几种磷酸铁锂制备工艺方法：

1.固相法---草酸亚铁工艺路线

锂盐: 碳酸锂LiCO3、氢氧化锂 LiOH、醋酸锂CH3COOLi,

铁源：草酸亚铁FeC2O4.H2O;草酸亚铁Fe(CH3COO)2,

磷源 : 磷酸二氢铵 NH4H2PO4、磷酸氢二铵 (NH4) 2HPO4

固相法---草酸亚铁工艺路线优缺点

优点：目前最主流的生产路线，工艺简单，易实现产业化。
缺点：
1、 草酸亚铁纯度低，副产品FeSO4 很多，放置一段时间三价铁会比较多。
2、 草酸亚铁原料形貌控制非常困难，导致成品磷酸铁锂加工性能较差。
3、 由于采用三种原料，混料的均匀性控制差，容易氧化，对烧结炉的气氛保护气筒要求较高。
4、 工艺路线能耗高，生产周期长，排除的氨气有污染，产品的烧成率低 于50%,成品率过低。

2.碳热还原法---磷酸铁工艺路线

锂盐：碳酸锂Li₂CO₃、氢氧化锂LiOH、醋酸锂CH₃COOLi

铁源和磷源 ：磷酸铁FePO₄ ·4H₂O

碳源：葡萄糖、蔗糖、酚醛树脂、炭黑等

代表企业：湖南裕能，国轩高科、湖北万润，安达科技，龙蟠科技，丰元锂能等

磷酸铁工艺路线的优缺点：

优点：

1、 可实现一次球磨、 一次干燥和一次烧结，工艺简单，能耗少；

2、 烧成率接近70%,原材料易混合均匀，颗粒较细；

缺点：

1、磷酸铁锂材料性能严重依赖磷酸铁原料的品质，原材料的铁磷比不可控。

2、 磷酸铁一项就达到原料成本的50%以上，必须大幅消减成本，才能让其优质的电性能和市场价格相匹配。

3.碳热还原法---铁红工艺路线

锂源和磷源：磷酸二氢锂LiH₂PO₄

碳源：葡萄糖、蔗糖、酚醛树脂、炭黑等

铁红工艺路线的优缺点：

优点：

1、原料成本低

2、该工艺路线生产的磷酸铁锂形貌可控，加工性能最好，

3、 因采用两种原料，混料均匀性控制较好，无需考虑三价铁源在干燥过程中的氧化问题，稳定性控制较好。只需要采用一次烧结，工艺流程简单，易控制，成品率高达80%左右。    

缺点：

1、氧化铁红杂质较高，纯度很难高于99%;

2、磷酸二氢锂中的磷酸根和锂不易实现准确化学计量比。

3、容量是最差的，产品性价比偏低。

4.液相法--水热法

锂盐：碳酸锂Li₂CO₃ 、氢氧化锂 LiOH、 醋酸锂CH₃COOLi

铁源：硫酸亚铁FeSO4 ·7H2O

磷源：H₃ PO₄

碳源：葡萄糖、蔗糖、酚醛树脂、炭黑等

水热法工艺路线的优缺点：

优点：
1、原料成本低，品质容易控制，工艺重现性好；
2、 电化学性能好，尤其是低温性能好；     
缺点：
1、锂的摩尔投入量是铁的三倍，需考虑锂的回收，回收成本高；

2、对反应釜的温度、压力、耐腐蚀性能等要求高，难以大规模批量生产。

不同生产路线比较

(1)草酸亚铁路线仍然是目前最主流的合成路线，但设备依存度较高，生产周 期比较长，形貌调控问题是该路线的难点，导致稳定性不理想。

(2)氧化铁工艺路线比较成熟，产业化基础强，稳定性好，成本和性能方面都 有较大的优势；

(3)磷酸铁路线成本比较高，仅磷酸铁一项就达到原材料成本的50%以上，必须大幅削减成本，才能让其优质的电性能和市场价格相匹配。