磷酸铁锂的液相法合成(2)
随着我国经济的飞速发展，石油资源的日渐枯竭，城市排放污染日渐严重，大力发展电动汽车的产业化事业已迫在眉睫，而电动汽车发展的先驱是发展无污染、安全可靠的廉价的优质电池[1]。
磷酸亚铁锂作为锂离子电池的正极材料具有良好的电化学性能[2]，充放电平台十分稳定，充放电过程中结构稳定，具有特别长的使用寿命[3]，该材料同时具有无毒、无污染、安全性能好、亦可在高温环境下使用[4]，且原材料来源广、价格相对较低等优点，是目前电池界竞相研发的热点，作为高新技术项目中，功能性能源材料的开发项目，已被列为国家“863”计划、“973”计划和“十一五”高技术产业发展规划重点支持的领域，目前我国锂离子电池还是以小容量、底功率电池为主，中大容量、中高功率的锂离子电池的规模生产刚刚步入起步阶段。
推动锂离子电池向前发展的关键在于正极材料。自1997年美国德克萨斯州立大学的Goodenough等首先发现磷酸铁锂（LiFePO4）的可逆脱嵌锂特性以来，人们就开始了对磷酸铁锂作为LIB正极材料的研究。磷酸亚铁锂正极材料是锂离子电池（正极、负极、隔膜、电解液）四大关键材料之一。在各种蓄电池中，锂离子电池因其比能量高、重量轻、体积小、无记忆效应等特点，国际上近年来已得到快速发展。而磷酸亚铁锂锂离子电池是新一代锂离子电池最理想的正极材料。作为电动汽车的动力电池目前已在日本、德国、美国等发达国家开始了工业化生产。
由于磷酸亚铁锂具有良好的热稳定性，和极长的使用寿命等优越性，使电动汽车的发展取代传统的燃油汽车的可行性得以实现。目前国外生产磷酸亚铁锂的有美国Valence、和A123,其中A123规模最大，且得到美国政府的大力资助，加拿大的Phdstech，日本Sony。国内生产的有天津斯特兰公司、北京北大先行科技公司、湖南金瑞科技，恒正科技（苏州）有限公司，擎天锂能科技（苏州）有限公司、南京久兆新能源有限公司、吉林辽源市新源电池材料科技有限公司，台湾的立凯电能等。
但国内磷酸铁锂的生产工艺大都以固相法合成合成为主，其产品在碾磨混合时混合均匀程度有限。要求较高的热处理温度和较长的热处理时间，能耗大。在烧结过程中产生的氨气、水、二氧化碳会衍生出碳酸氢铵晶体颗粒造成对产品污染。产品在组成、结构、粒度分布等方面存在较大的差别，电化学性能不稳定。
1.2 磷酸铁锂的制备方法综述
磷酸亚铁锂正极材料的性能在一定程度上取决于材料的形态、颗粒的尺寸和原子的排列，因此制备方法由其重要，目前制备磷酸亚铁锂的主要方法有：固相法和液相法，固相法包括高温固相反应法、碳热还原法、微波合成法和脉冲激光沉淀法；液相法包括溶胶-凝胶法、模板合成法、乳液干燥法、水热合成法、喷雾干燥法、沉淀法以及溶剂热合成法等[5,6]。
1.2.1 高温固相法
高温固相法是通过高温使固体反应物之间反应而得到产物的一种合成方法。目前高温固相法主要分为两类：第一类是以亚铁盐为铁源的“亚铁盐合成法” ，是制备LiFePO4(LiFePO4/C)的传统方法，在制备中要对原料进行反复、长时间的研磨和煅烧。在合成过程中，煅烧温度等对材料的纯度有很大影响。因为在煅烧过程中惰性气体中会含有少量的氧或在样品颗粒的微孔中也会留有少量的氧，这部分氧会氧化部分Fe2+ ，当煅烧温度高于800℃时就会形成Li3Fe2(PO4) 、Fe2O3等杂质。同时该法不能控制颗粒尺寸、防止结块，颗粒较大使锂离子的扩散距离增长，材料的性能受到限制。
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