LFP(磷酸铁锂)材料基本介绍总结精品PPT课件
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磷酸铁锂功能用途
磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。 锂离子电池的正极材 料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴 酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料，而其它正极材料由于多种原因 ，目前在市场上还没有大量生产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。从材料的 原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相 同。
7. 克容量 -即单位重量的电池或活性物质所能放出的电量 - 单位 mAh/g
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磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。 锂离子电池的正极材 料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴 酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料，而其它正极材料由于多种原因 ，目前在市场上还没有大量生产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。从材料的 原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相 同。
4. 无记忆效应
5. 充电性能 - 磷酸铁锂正极材料的锂电池，可以使用大倍率充电，最快可在1小时内将电池 充满。
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磷酸铁锂物理参数
1. 粒度分布（particle size distribution） -将粉末试样按粒度不同分为若干级，每一级粉末（按质量、按数量或按体积）所占 的百分率。 表示粒度特性的几个关键指标： ① D50：一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。它的物理意义 是粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%，D50也叫中位径或中值粒径。 D50常用来表示粉体的平均粒度。 ② D97：一个样品的累计粒度分布数达到97%时所对应的粒径。它的物理意义是粒 径小于它的的颗粒占97%。D97常用来表示粉体粗端的粒度指标。 其它如D16、 D90等参数的定义与物理意义与D97相似。
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磷酸铁锂性能特点
1. 高能量密度 - 其理论比容量为170mAh/g，产品实际比容量可超过140 mAh/g（0.2C, 25°C）;
2. 安全性 -是目前最安全的锂离子电池正极材料； 不含任何对人体有害的重金属元素；
3.-寿在命1长00%DOD条件下，可以充放磷电酸20铁00锂次性以能上； (原因：磷酸铁锂晶格稳定性 好，锂离子的嵌入和脱出对晶格的影响不大，故而具有良好的可逆性。存在的 不足是电子离子传到率差，不适宜大电流的充放电，在应用方面受阻。解决方 法：在电极表面包覆导电材料、掺杂进行电极改性。
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磷酸铁锂物理参数பைடு நூலகம்
4. 碳含量 （C % ） -单位体积或单位质量中碳元素的含量 -单位：%
5. 水分 - 单位体积或单位质量中水份的含量
6. XRD (X-ray diffraction ) - X射线衍射，通过对材料进行X射线衍射，分析 其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子 或分子的结构或形态等信息的研究手段。
17
磷酸铁锂简介 碳热还原法优点
18
磷酸铁锂简介 常用原材料
19
磷酸铁锂
磷酸铁锂电极材料主要用于各种锂离子电池. 自1996年日本的NTT首次揭露 AyMPO4(A为碱金属，M为CoFe两者之组合:LiFeCOPO4)的橄榄石结构的锂电池正 极材料之后, 1997年美国德克萨斯州立大学John. B. Goodenough等研究群，也接 着报导了LiFePO4的可逆性地迁入脱出锂的特性，美国与日本不约而同地发表橄榄 石结构(LiMPO4), 使得该材料受到了极大的重视，并引起广泛的研究和迅速的发展 。与传统的锂离子二次电池正极材料，尖晶石结构的LiMn2O4和层状结构的 LiCoO2相比，LiMPO4 的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。
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磷酸铁锂物理参数
2. 振实密度 （tap density ） - 在规定条件下容器中的粉末经振实后所测得的单位容积的质量。
ρ=m/v 式中： ρ—粉末的振实密度，g/cm³
m—粉料的质量，g v—粉料振实后的体积，cm³
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磷酸铁锂物理参数
3. 比表面积 （specific surface area） -单位体积或单位质量颗粒的总表面积 单位：㎡/g
更环保
无记忆 效应
•随充随用 •深度放电
更小更轻
•体积铅酸2/3 •重量铅酸1/3
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磷酸铁锂电池特点
1. 超长寿命 -长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次
- 磷酸铁锂电池，而磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到2000次以上，标准充电使
3
磷酸铁锂简介 磷酸铁锂晶体结构
4
磷酸铁锂简介 磷酸铁锂的优点
➢原料来源丰富、价廉 ➢环境友好，不含任何对人体有害的重金属元素 ➢热稳定性好 ➢循环性能好（在100%DOD条件下，可以充放电2000次以 上）
5
热稳定性好
6
循环性能好
脱嵌
磷铁锰矿
磷酸锂铁矿
7
磷酸铁锂简介 磷酸铁锂的缺点
8
磷酸铁锂简介 如何改善缺点
9
磷酸铁锂简介 碳包覆技术 原料混合式加入
10
磷酸铁锂简介 碳包覆技术 烧结结束时加入
11
磷酸铁锂简介 添加金属粒子
12
磷酸铁锂简介 导电有机物包覆
13
磷酸铁锂简介 掺杂金属离子
14
磷酸铁锂简介 如何获得磷酸铁锂
15
磷酸铁锂简介 高温固相反应法
高温固相反应法典型工艺
16
磷酸铁锂简介 碳热还原法 碳热还原法典型工艺
LFP材料知识介绍
（2011.01.24）
1
磷酸铁锂简介
•什么是磷酸铁锂 •磷酸铁锂的优点与缺点 •如何改善缺点 •如何获得磷酸铁锂
2
磷酸铁锂简介 什么是磷酸铁锂 ?
➢磷酸铁锂是一种无机化合物 ➢属于正交晶系橄榄石型结构，空间群为Pnma ➢磷酸铁锂用于锂离子电池正极材料 ➢其理论比容量为170mAh/g,产品实际比容量可超过140mAh/g ➢主要应用在动力电池方面(HEV,EV,电动工具）
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磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池是用来做锂离子二次电池的, 现在主要方向是动力电池，相 对NI-MH,Ni-Cd电池有很大优势。
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磷酸铁锂电池特点
•充放2000次 •效率更高
超长寿命
耐高温
•更高温度工作
使用安全
•不燃烧 •不爆炸
快速充电
•快速充电 •快速放电
更大容量
•比铅酸更大容量
•无重金属 •无污染
磷酸铁锂功能用途
磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。 锂离子电池的正极材 料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴 酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料，而其它正极材料由于多种原因 ，目前在市场上还没有大量生产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。从材料的 原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相 同。
7. 克容量 -即单位重量的电池或活性物质所能放出的电量 - 单位 mAh/g
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磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。 锂离子电池的正极材 料有很多种，主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴 酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料，而其它正极材料由于多种原因 ，目前在市场上还没有大量生产。磷酸铁锂也是其中一种锂离子电池。从材料的 原理上讲，磷酸铁锂也是一种嵌入/脱嵌过程，这一原理与钴酸锂，锰酸锂完全相 同。
4. 无记忆效应
5. 充电性能 - 磷酸铁锂正极材料的锂电池，可以使用大倍率充电，最快可在1小时内将电池 充满。
22
磷酸铁锂物理参数
1. 粒度分布（particle size distribution） -将粉末试样按粒度不同分为若干级，每一级粉末（按质量、按数量或按体积）所占 的百分率。 表示粒度特性的几个关键指标： ① D50：一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。它的物理意义 是粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%，D50也叫中位径或中值粒径。 D50常用来表示粉体的平均粒度。 ② D97：一个样品的累计粒度分布数达到97%时所对应的粒径。它的物理意义是粒 径小于它的的颗粒占97%。D97常用来表示粉体粗端的粒度指标。 其它如D16、 D90等参数的定义与物理意义与D97相似。
21
磷酸铁锂性能特点
1. 高能量密度 - 其理论比容量为170mAh/g，产品实际比容量可超过140 mAh/g（0.2C, 25°C）;
2. 安全性 -是目前最安全的锂离子电池正极材料； 不含任何对人体有害的重金属元素；
3.-寿在命1长00%DOD条件下，可以充放磷电酸20铁00锂次性以能上； (原因：磷酸铁锂晶格稳定性 好，锂离子的嵌入和脱出对晶格的影响不大，故而具有良好的可逆性。存在的 不足是电子离子传到率差，不适宜大电流的充放电，在应用方面受阻。解决方 法：在电极表面包覆导电材料、掺杂进行电极改性。
25
磷酸铁锂物理参数பைடு நூலகம்
4. 碳含量 （C % ） -单位体积或单位质量中碳元素的含量 -单位：%
5. 水分 - 单位体积或单位质量中水份的含量
6. XRD (X-ray diffraction ) - X射线衍射，通过对材料进行X射线衍射，分析 其衍射图谱，获得材料的成分、材料内部原子 或分子的结构或形态等信息的研究手段。
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磷酸铁锂简介 碳热还原法优点
18
磷酸铁锂简介 常用原材料
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磷酸铁锂
磷酸铁锂电极材料主要用于各种锂离子电池. 自1996年日本的NTT首次揭露 AyMPO4(A为碱金属，M为CoFe两者之组合:LiFeCOPO4)的橄榄石结构的锂电池正 极材料之后, 1997年美国德克萨斯州立大学John. B. Goodenough等研究群，也接 着报导了LiFePO4的可逆性地迁入脱出锂的特性，美国与日本不约而同地发表橄榄 石结构(LiMPO4), 使得该材料受到了极大的重视，并引起广泛的研究和迅速的发展 。与传统的锂离子二次电池正极材料，尖晶石结构的LiMn2O4和层状结构的 LiCoO2相比，LiMPO4 的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。
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磷酸铁锂物理参数
2. 振实密度 （tap density ） - 在规定条件下容器中的粉末经振实后所测得的单位容积的质量。
ρ=m/v 式中： ρ—粉末的振实密度，g/cm³
m—粉料的质量，g v—粉料振实后的体积，cm³
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磷酸铁锂物理参数
3. 比表面积 （specific surface area） -单位体积或单位质量颗粒的总表面积 单位：㎡/g
更环保
无记忆 效应
•随充随用 •深度放电
更小更轻
•体积铅酸2/3 •重量铅酸1/3
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磷酸铁锂电池特点
1. 超长寿命 -长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次
- 磷酸铁锂电池，而磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到2000次以上，标准充电使
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磷酸铁锂简介 磷酸铁锂晶体结构
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磷酸铁锂简介 磷酸铁锂的优点
➢原料来源丰富、价廉 ➢环境友好，不含任何对人体有害的重金属元素 ➢热稳定性好 ➢循环性能好（在100%DOD条件下，可以充放电2000次以 上）
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热稳定性好
6
循环性能好
脱嵌
磷铁锰矿
磷酸锂铁矿
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磷酸铁锂简介 磷酸铁锂的缺点
8
磷酸铁锂简介 如何改善缺点
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磷酸铁锂简介 碳包覆技术 原料混合式加入
10
磷酸铁锂简介 碳包覆技术 烧结结束时加入
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磷酸铁锂简介 添加金属粒子
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磷酸铁锂简介 导电有机物包覆
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磷酸铁锂简介 掺杂金属离子
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磷酸铁锂简介 如何获得磷酸铁锂
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磷酸铁锂简介 高温固相反应法
高温固相反应法典型工艺
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磷酸铁锂简介 碳热还原法 碳热还原法典型工艺
LFP材料知识介绍
（2011.01.24）
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磷酸铁锂简介
•什么是磷酸铁锂 •磷酸铁锂的优点与缺点 •如何改善缺点 •如何获得磷酸铁锂
2
磷酸铁锂简介 什么是磷酸铁锂 ?
➢磷酸铁锂是一种无机化合物 ➢属于正交晶系橄榄石型结构，空间群为Pnma ➢磷酸铁锂用于锂离子电池正极材料 ➢其理论比容量为170mAh/g,产品实际比容量可超过140mAh/g ➢主要应用在动力电池方面(HEV,EV,电动工具）
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磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池是用来做锂离子二次电池的, 现在主要方向是动力电池，相 对NI-MH,Ni-Cd电池有很大优势。
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磷酸铁锂电池特点
•充放2000次 •效率更高
超长寿命
耐高温
•更高温度工作
使用安全
•不燃烧 •不爆炸
快速充电
•快速充电 •快速放电
更大容量
•比铅酸更大容量
•无重金属 •无污染