磷酸铁锂的液相法合成(5)
1.2.6 乳化干燥法
乳化干燥法是通过加入乳化剂，降低粒子的表面张力，减少材料的粒径，以改善材料的导电性。乳化干燥法广泛应用于合成LiFePO4/C 复合材料。Chung等将Fe(N03)3•9H2O、NH4H2PO4和LiNO3的混合物按化学计量比溶解于H20和CH3CH2OH中，加入一定质量的蔗糖后蒸干，然后在750℃Ar气氛中保温10 h后得到了性能良好的LiFePO4粉体。T．H．Cho等 用该法合成的LiFePO4/C放电比容量为154mA•h/g，循环700次后几乎无衰减。
乳化干燥法的主要优点有：对原料要求较低，可以选用价格相对低廉的Fe3+ 盐；煅烧简单易控；产物纯度高、粒度细、电化学循环性能良好。但大量存在的碳会降低材料的振实密度；另外前驱体的干燥较为缓慢，延长了合成周期[2,7]。
1.2.7 喷雾热分解法
喷雾热分解法是一种得到均匀粒径和规则形态的LiFePO4(LiFePO4/C)粉体的有效手段。前驱液随载气喷入450～650℃的反应器中，高温反应后得到LiFePO4(LiFePO4/C)。该方法利用喷雾得到球形度较高、粒度分布均匀的前驱体雾滴，再经过高温反应得到类球形的LiFePO4，这种形貌有利于增加材料的比表面积和提高材料的体积比能量。
但是在反应器中一步完成干燥、反应和结晶，为了保证载气流量，物料在反应器中的停留时间不会太长，导致材料的结晶程度降低，必须经高温煅烧(600-900℃)才能提高结晶度，但是这样材料的形状就会在煅烧时发生改变[7]。
1.2.8 水热法
水热法又称热液法，属液相化学法的范畴。水热反应是指在密封的压力容器中以水为溶剂，在高温高压的条件下进行化学反应。从原理上来说，水热法是利用高温高压的水溶液使那些在大气条件下不溶或难溶的物质溶解，反应生成产物，通过控制高压釜内的温度、压力形成过饱和状态而析出生长晶体的方法。
Yang等首次用水热法合成了LiFePO4，以FeSO4、H3PO4和LiOH为原料( (Fe)：n(P)：n(Li)=1：1：3)在高压反应釜中120℃反应5h得到产品。但是合成的材料不纯，而且电化学循环性能较差，仅为理论比容量的58%左右，材料的粒度为3/μm为了进一步改进材料的性能，Taiimia等在高压釜中加入晶体生长抑制剂聚乙二醇，得到粒度为0．5～1．5/μm的LiFePO4/C粉体。Meligrana等在高压釜中加入十吹冰烷基三甲基溴化胺表面活性剂得到粒度为50～100nm的LiFePO4/C粉体[1,7]。
1.3 展望
虽然磷酸亚铁锂的晶体结构已经非常清晰，但人们对于LiFePO4作为锂离子电池正极材料的充放电机理还没有形成统一的看法，因此，继续这方面的基础理论研究，尤其是结合实验的理论建模是必要的。由于LiFePO4的颗粒尺寸、分布和形貌比锂离子的扩散系数更能影响材料的电化学性能，结合LiFePO4现有制备方法的各自特点探索新的制备方法，尤其是可进行工业化生产LiFePO4的制备方法应是目前的研究重点。继续研发以LiBOB的混合盐或新型Li盐作电解质、锂化石墨或炭化硅等为负极、LiFePO4作正极材料的环保型锂离子也应是目前的一个研究方向。
1.4 主要研究的内容
本课题计划采用也想共沉积法合成磷酸铁锂。对采用不同锂磷的物质的量比、和不同温度下所得实验产物进行电化学性能和振实密度测试分析，确定最佳物质的量之比和实验温度。
1.5 研究目标
通过实验希望得到一种工艺简单，可操作性强，设备投资少，适合工业化生产的工艺。并且希望所制得的磷酸亚铁锂产品颗粒小且均匀，质量稳定性好，达到国际先进标准，能够攻克锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂在各种制备工艺上出现的颗粒和产物组份不均匀，Fe的杂质相等重大难题，从而大大提高国内电动汽车锂离子电池的电池性能，为国内电动汽车事业的发展提供了一定的保证。
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