根據材料體系,正極材料可分為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等。其中,磷酸鐵鋰是一種由鋰源、鐵源、磷源和碳源為主要原料,經原料混合、干燥、燒結和粉碎等工序制作而成的橄欖石結構正極材料。
磷酸鐵鋰
影響磷酸鐵鋰正極材料性能的重要因素
粒徑
磷酸鐵鋰晶體的粒度分布對正極材料的倍率性能產生較大影響。同等條件下,粒度分布越小,鋰離子傳輸路徑越短,鋰電池倍率性能更好,即鋰電池充放電速度更快。
比容量
磷酸鐵鋰的比容量對磷酸鐵鋰電池質量能量密度產生較大影響。同等條件下,比容量越高,鋰電池的質量能量密度越高,即與同等質量電池相比,電池容量更大。
壓實密度
磷酸鐵鋰的壓實密度對磷酸鐵鋰電池體積能量密度產生較大影響。同等條件下,壓實密度越高,鋰電池的體積能量密度越高,即與同等體積尺寸電池相比,電池容量更大。
比表面積
磷酸鐵鋰的比表面積對倍率性能、低溫性能產生較大影響。同等條件下,比表面積越大,正極材料與電解液的反應面積越大,導電性更好,因而倍率特性更好,即鋰電池充放電速度更快。
雜質含量
磷酸鐵鋰的雜質含量對磷酸鐵鋰電池電化學性能、安全性產生影響。雜質含量元素包括鈣、納、銅、鉻、鋅等元素。雜質含量過高將導致鋰電池自放電率增加,電池壽命縮短。過多的雜質造成電池內部隔膜受損幾率上升,電池安全性降低。
根據不同制備方法,磷酸鐵鋰的制備流程有所差異,對應設備也有所區別。以目前多數企業采用的固相法-碳熱還原法和行業頭部企業德方納米采用的液相法-自蒸發液相合成法為例,兩種制備方法制備流程和設備有所差異。相比而言,碳熱還原法制備流程較長,但設備更加常規,且制備條件更加可控。自熱蒸發液相合成法制備流程較短,但反應釜等設備在制備過程中的控制條件更嚴苛,且該設備一次性產出物較少,因此設備需求量大,設備投資更大。
超微粉氣流粉碎機核心原理是基于"粉碎-分級一體化"機制——通過圓柱形腔體內壁的高速流體射流激發氣固懸浮液旋轉,利用離心力場實現顆粒分離。
可更換的粉碎腔內襯
磷酸鐵鋰的雜質含量過高將導致鋰電池自放電率增加,電池壽命縮短。通過更換陶瓷內襯的粉碎腔,可以從源頭上避免雜質的引入,保證磷酸鐵鋰物質的純度。