pH对LiFePO4的影响研究(制备和性能)(6)
与固相合成法相比，液相法法可以制备高性能的产品，产品的形貌和微观结构可以人为控制，产品具有:结晶程度高、粒度均匀、粒径小和比表面积大等特点。在生产工艺上，由于该法得到的前驱体粒度小，物料混合均匀，因而热处理时间可以缩短，处理温度也可以降低。
溶胶一凝胶法分三类，其一是利用醇盐等盐的水解、缩聚、聚合从而形成的凝胶；其二是通过有机多元酸与金属离子络合后再与多元醇酯化形成凝胶；第三是通过胶体微粒间的Vander Waals力、Electrostatic力等较弱的作用力形成凝胶。溶胶凝胶法具有合成温度不高、纯度高、产品均匀性好、颗粒粒径很小、分布区域小、比表面积较大、形态易于控制等优点，缺点为凝胶干燥过程中体积变化大，粉体材料的热处理效果不好，不适合工业级别的放大和生产。
共沉淀法[31,32]一般是把化学原料以溶液状态混合，并向溶液中加入适当的沉淀剂，是溶液中已经混合均匀的各个组分按化学计量比共同沉淀出来，或者在溶液中先反应沉淀出一种中间产物，再把它锻烧分解制备出微细粉产品。
除了以上介绍的方法外，合成LiFePO4还有喷雾干燥热分解法、控制结晶法、脉冲激光沉积法、淬冷法等，每种合成方法都有其特点。
1.5 实验过程
1.5.1 水热法
水热法属于液相法中的一种，液相法合成的特点是反应过程在液相环境下进行，反应物溶解于溶剂中，在一定的温度和压力下能够充分彼此接触，晶粒能充分生长。
水热反应是高温高压下在水溶液或水蒸气等流体中进行有关化学反应的总称。在密闭容器如高压釜中，以水为介质，对反应体系进行加热后产生压力，由此制造一个高温、高压的反应环境，在这种环境中，不溶或者难溶的物质可以溶解，当达到过饱和状态时，重结晶的一种有效地方法。水热反应制备的粉体粒径发育完整、粒度可控、原料便宜且粉体无须煅烧，避免多步骤操作引起的偏差。
水热法的优点是：水热法制备的粉体位错密度远低于高温熔体中生长的晶体；水热反应温度较低，在能耗方面有优势；水热反应在密闭容器中，可轻易控制气氛，可实现获取某些难以获取的物质的合成；水热反应体系为溶液，溶质扩散速率快，因此反应速率较快。
该方法操作简单，样品颗粒细小均匀，但设备价格高，只适合实验室研究。彭行圆等人[33]采用水热法，制备出颗粒规则、粒径细小的LiFePO4，包覆3％的碳后，其0.2 C放电比容量达到142mAh／g，循环50次后容量仅衰减0.7％。
Dinesh Rangappaa研究小组[34]对水热法有新的理解, 他们采用了一种新颖的LiFePO4/C粉体合成方法——用易于超临界水混合的有机高分子酸，在超临界水体系中水热合成LiFePO4/C，合成的目标粉体平均颗粒粒径为18nm。该研究小组认为LiFePO4生长过程分为四个步骤：一，在超临界水体系中形成小于10nm的单晶；二，由于超临界条件下有低介电常数的水的作用，有机高分子和高温水形成同质体系；三，高分子有机物的选择性反应抑制颗粒的生长；四，随着反应继续进行，在晶粒表面的有机高分子裂解为碳层。同时他们认为在反应体系中加入能与超临界水易混合的有机高分子化合物橄榄油酸起到了至关重要的作用。电化学测试结果显示，在400℃下制备的样品，不添加橄榄油酸的样品0.1C倍率下首次充放电的比容量为65mAh/g，而添加了橄榄油酸制备出的样品0.1C下首次充放电比容量为155mAh/g，且放电平台要比前者平。
1.5.2 材料制备
配置一定浓度的FeSO4 溶液(其中加入少量的VC防止Fe2+被氧化)、NH4H2PO4 溶液及LiOH溶液，保持化学计量比为1：1：3，先将NH4H2PO4与FeSO4 溶液混合均匀，再将LiOH溶液缓缓倒入，充分搅拌得到混合均匀的混合物前驱体，测试该混合物前驱体的pH值(通过加入不同量的LiOH溶液调节混合物前驱体的pH值)[35]，随后立即将溶液转移到100 mL反应釜中，在170℃下保温8h。在室温下冷却，洗涤、抽滤、100℃下真空干燥。由于热水法合成的LiFeP04生长完整、没有结晶水，所以水热法得到的LiFeP04可以直接用来做电池。水热法制备出来的电极材料性能优异、颗粒均匀且小、反应条件易于控制，但是此方法不适与大工业生产。