锂离子电池用草酸亚铁的合成研究
磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展
Huafeng Chiang
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2.工艺路线的发展探讨
三元系电芯成本核算
镍钴锰酸锂电芯成本核算（以圆柱电池18650型2.1Ah电池例）：
物质名称
镍钴锰酸锂 隔膜 壳体
碳微球 电解液
其它 合计 实际成本预估 每Ah成本 每Wh成本
单项成本1 （元）
4.933 1.494 1.000 1.088 1.085 2.252 11.852 14.222 6.773 1.881
Huafeng Chiang
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2.工艺路线的发展探讨
电池容量和平台
统计项目
A
比表面积
9.17
振实密度
1.32
D10
1.28
D50
1.73
D90
2.9
测试条件：2.0V~4.2V,35℃恒温
0.2C首次充电容量 0.5C放电最高值 1C放电最高值 3.3V以上0.5C放电效率 3.3-3.2V0.5C放电效率 3.3V以上1C放电效率 3.2V以上1C放电效率
Huafeng Chiang
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2.工艺路线的发展探讨
成本比较前提
（1）草酸亚铁产业化路线： 有机溶剂（考虑回收），二次静态热处理工艺；
（2）磷酸铁产业化路线： 水系体系，一次静态热处理工艺。
生产线按年产300吨配置，实际产量按每月12吨来核算，设备利用率约50%。
Huafeng Chiang
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2.工艺路线的发展探讨
亚铁项目核算
草酸亚铁工艺路线核算（以月产12吨为例）：
项目
成本 （元/吨）
成本比例 （%）
原材料
42200
63.21
水力和电力
磷酸铁锂制备工艺简介
氛保护气筒要求较高。 4、工艺路线能耗高，生产周期长，排除的氨气有污染，产品的烧成率低
于50%，成品率过低。
LiOH+ FeC2O4•2H2O+ NH4H2PO4=LiFePO4+NH3↑+CO2↑+4H2O↑+CO↑
磷酸铁锂制备工艺简介
磷酸铁锂制备工艺简介
高温固相反应法
固相法
碳热还原法 微波合成法
脉冲激光合成法
水热合成法
液相法
溶胶-凝胶法 溶剂热合成法
磷酸铁锂制备工艺简介
雾化分解法
草酸亚铁工艺路线 磷酸铁工艺路线 氧化铁红工艺路线
硫酸亚铁工艺路线
• 固相法---草酸亚铁工艺路线
LiOH+ FeC2O4•2H2O+ NH4H2PO4=LiFePO4+NH3↑+CO2↑+4H2O↑+CO↑
球磨
干燥
预烧
混合原料
球磨
前驱 煅烧 体
样品
锂盐：碳酸锂Li2CO3、氢氧化锂 LiOH、醋酸锂CH3COOLi 铁源：草酸亚铁FeC2O4•H2O、醋酸亚铁Fe（CH3COO）2 磷源：磷酸二氢铵 NH4H2PO4、磷酸氢二铵（NH4）2HPO4
磷酸铁锂制备工艺简介
• 固相法---草酸亚铁工艺路线
磷酸铁锂制备工艺简介
• 水热法
水热法工艺路线的优缺点： 优点：1、原料成本低，品质容易控制，工艺重现性好；
2、电化学性能好，尤其是低温性能好； 缺点： 1、锂的摩尔投入量是铁的三倍，需考虑锂的回收，回收成本高；
磷酸铁锂、三元材料电池工艺路径详解(上官整理)
磷酸铁锂电池几种工艺路线对比水热法工艺路线（液相法）代表性企业：加拿大Phostech、韩国的韩华水热合成法是指在高温、高压条件下,以水溶液为反应介质,在密封的压力容器中进行化学反应的合成方法,该法的主要过程就是溶解- 再结晶的过程。
由于水热体系中O2的溶解度较小,因此水热条件下无需惰性气氛,常以可溶性亚铁盐、锂盐和磷酸为原料直接合成LiFePO4。
草酸亚铁工艺路线（固相法）代表性企业：天津斯特兰、合肥国轩、烟台卓能、用Li2CO3（碳酸锂）、FeC2O4·2 H2O（草酸亚铁）和NH4H2PO4（磷酸二氢铵）作为原材料,混合原材料质量分数为7.8%的乙炔黑粉末，在600℃的氮气氛围中退火10h，得到直径约为80nm并在表面包覆了一层约5nm无定形碳的LiFePO4 / C 颗粒，即使在1C、2C和3C的高倍率下初始容量分别为142、132和113mAh/g，分别为理论容量的83.5%、77.6%和66.5%。
经过两次球磨(分散剂采用酒精)，再经过干燥工序、两次烧结工序以及破碎工序。
氧化铁工艺路线（固相法）代表性企业：美国Valence、台湾长园、苏州恒正以磷酸二氢锂(LiH2PO4)、三氧化二铁(Fe2O3)或四氧化三铁、蔗糖为原料，均匀混合后，在高温和氩气或氮气保护下焙烧，碳将三价铁还原为二价铁，也就是通过碳热还原法合成磷酸铁锂。
磷酸铁工艺路线（固相法）主流路线代表性企业：美国A123、加拿大Phostech、北大先行、浙江美思。
美国A123和北大先行均是从草酸亚铁工艺路线切换到磷酸铁工艺路线。
该工艺路线原料为正磷酸铁和碳酸锂，可实现一次球磨、一次干燥和一次烧结，工艺简单，能耗少，容易实现自动化流程控制，烧成率接近70%，产品容易做细且晶粒形貌接近球形，具有良好的加工性能。
三元材料电池技术路径三元材料的合成方法主要有共沉淀法、固相法、溶胶-凝胶法、喷雾热解法等。
共沉淀法主要先合成镍钴锰氢氧化物前驱体或碳酸盐前驱体，然后与锂盐混合，采用高温固相煅烧合成最终产品，目前也是大规模生产优选的方法；固相法分为高温固相法和低热固相法，高温固相法通常指在600 ℃以上的固相反应，低温固相法是指在室温或近室温的条件下固相化合物之间进行的化学反应；溶胶-凝胶法相比于高温固相法，具有反应温度低、反应物混合均匀等优点；喷雾热解法、模板法、溶液相法、溶剂热法和静电纺丝法等新型方法，目前大规模生产并不多，大都为小规模实验室制备。
草酸亚铁产量-概述说明以及解释
草酸亚铁产量-概述说明以及解释1.引言1.1 概述草酸亚铁（Ferrous oxalate）是一种重要的无机化合物，化学式为FeC2O4。
它在自然界中并不常见，一般通过人工合成的方式获得。
草酸亚铁具有多种重要的性质和应用，因此对其产量的研究和分析变得非常重要。
本文旨在探讨草酸亚铁的产量情况，并对其产量的影响因素进行分析。
通过对草酸亚铁的定义、制备方法以及应用领域的介绍，可以更好地理解草酸亚铁产量的重要性和发展趋势。
在本文的第二部分，将详细介绍草酸亚铁的定义和性质。
通过对草酸亚铁的物化性质、结构特点以及化学反应机制的研究，可以更好地了解该化合物的基本特征。
其次，在第二部分中还将讨论草酸亚铁的制备方法。
通过列举不同的制备方法和工艺流程，并比较其优缺点，可以对草酸亚铁的产量进行有效的控制和提高。
最后，在第二部分中将介绍草酸亚铁的应用领域。
草酸亚铁在催化剂、电池材料、光学材料以及医药领域等方面具有广泛的应用前景。
通过对这些领域的研究和应用案例的介绍，可以更好地了解草酸亚铁的产量与实际应用之间的相关性。
最后，本文将在结论部分总结草酸亚铁的产量情况，并对其产量的影响因素进行深入分析。
同时，还将展望草酸亚铁产量的未来发展趋势，以期为草酸亚铁的生产和应用提供一定的参考和指导。
通过本文的撰写，可以为草酸亚铁产量的研究提供一定的参考和指导，对于推动草酸亚铁产业的发展和优化具有重要意义。
文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：1.2 文章结构本文将分为三个主要部分进行讨论。
首先，引言部分将提供对草酸亚铁产量的概述，并说明本文的目的。
然后，正文部分将探讨草酸亚铁的定义和性质，草酸亚铁的制备方法以及草酸亚铁的应用领域。
最后，结论部分将总结草酸亚铁的产量情况，并对影响草酸亚铁产量的因素进行分析。
此外，还将展望草酸亚铁产量的未来发展趋势。
通过这种结构，读者将逐步了解草酸亚铁的相关知识，从而深入了解草酸亚铁产量的情况和未来的发展趋势。
草酸亚铁晶体（FeC2O4
7．草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O）是⼀种浅黄⾊固体，难溶于⽔，受热易分解，是⽣产锂电池的原材料，也常⽤作分析试剂及显影剂等，其制备流程如下：（1）配制硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2]溶液时，需加少量硫酸，⽬的是抑制Fe2+⽔解．（2）加热到沸腾时发⽣反应的化学⽅程式为（NH4）2Fe（SO4）2+H2C2O4+2H2O=FeC2O4•2H2O↓+H2SO4+（NH4）2SO4．（3）向盛有草酸亚铁品体的试管中滴⼊硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，溶液变为棕黄⾊，同时有⽓体⽣成．已知反应中MnO4-转化为⽆⾊的Mn2+，则该过程中被氧化的元素是碳和铁．若反应中消耗l mol FeC2O4•2H2O，则参加反应的n（KMnO4）=0.6．（4）草酸亚铁品体在氩⽓⽓氛中进⾏热重分析，结果如图所⽰（TG%表⽰残留固体质量占原样品总质量的百分数），请回答下列问题：①A→B发⽣反应的化学⽅程式为FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4+2H2O．②精确研究表明，B→C实际上是分两步进⾏的，每⼀步只释放⼀种⽓体，第⼆步释放的⽓体相对分⼦质量较第⼀步⼤，则第⼀步释放的⽓体的化学式是CO；释放第⼆种⽓体时的化学⽅程式为FeCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO2↑．分析在稀硫酸溶液中配置硫酸亚铁氨，加⼊草酸沉淀沉淀亚铁离⼦⽣成草酸亚铁，静置倾去上层溶液后处理得到草酸晶体，（1）配制（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O溶液时，需加少量硫酸的⽬的是抑制其⽔解；（2）加热到沸腾时产⽣草酸亚铁沉淀、硫酸和硫酸氨；（3）向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴⼊⼏滴硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，发现溶液颜⾊逐渐变为棕黄⾊，并检测到CO2⽣成，说明草酸亚铁被氧化为铁离⼦、⼆氧化碳⽓体，根据化合价的变化判断被氧化的元素，草酸亚铁具有还原性，依据电⼦守恒计算得到消耗的⾼锰酸钾物质的量；（4）根据图中提供的信息，通过计算可以判断反应的化学⽅程式和物质的化学式；①过程A→B发⽣的反应是：草酸亚铁晶体受热失去结晶⽔；②草酸亚铁晶体分解产⽣⽓体是含有碳元素的化合物：⼀氧化碳和⼆氧化碳，第⼆步释放的⽓体⼆氧化碳的相对分⼦质量较第⼀步⼀氧化碳的⼤，据此来回答．解答解：（1）配制（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O溶液时，溶液中亚铁离⼦⽔解显酸性，需加少量硫酸的⽬的是抑制其⽔解，故答案为：抑制Fe2+⽔解；（2）沉淀时发⽣反应硫酸亚铁氨溶液中加⼊草酸反应⽣成草酸亚铁沉淀、硫酸和硫酸氨，反应的化学⽅程式依据原⼦守恒配平写出为：（NH4）2Fe（SO4）2+H2C2O4+2H2O=FeC2O4•2H2O↓+H2SO4+（NH4）2SO4，故答案为：（NH4）2Fe（SO4）2+H2C2O4+2H2O=FeC2O4•2H2O↓+H2SO4+（NH4）2SO4；（3）向盛有草酸亚铁晶体的试管中滴⼊⼏滴硫酸酸化的KMnO4溶液，振荡，发现溶液颜⾊逐渐变为棕黄⾊，并检测到CO2⽣成，说明草酸亚铁被氧化为铁离⼦、⼆氧化碳⽓体，说明铁元素和碳元素被氧化，根据离⼦⽅程式5Fe2++5C2O42-+3MnO4-+24H+=5Fe3++3Mn2++5CO2↑+12H2O可知，消耗1mol FeC2O4•2H2O，则参加反应的KMnO4为0.6mol；故答案为：碳和铁；0.6；（4）①通过剩余固体的质量占原样品总质量的百分数可知，过程A→B发⽣的反应是：草酸亚铁晶体受热失去结晶⽔，反应的化学⽅程式为：FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4+2H2O，故答案为：FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4+2H2O；②草酸亚铁晶体分解产⽣⽓体是含有碳元素的化合物：⼀氧化碳和⼆氧化碳，第⼆步释放的⽓体的相对分⼦质量较第⼀步的⼤，所以第⼀步释放的⽓体化学式为：CO，第⼆步是FeCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO2↑，释放的⽓体是⼆氧化碳，故答案为：CO；FeCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeO+CO2↑．点评本题考查了铁及其化合物性质的实验验证和实验分析判断，定量计算，图象分析是解题关键，题⽬难度较⼤．。
草酸亚铁晶体
草酸亚铁晶体受热分解可以生成四种氧化物，为确定分解后的产物及【实验步骤】：①连接好装置，检查气密性；O FeO+CO（8）经过讨论，同学们一致认为上述实验装置有不足，你认为是什么？没有尾气处理装置，会造成CO污染空气；（9）某些食品的包装袋中，常用氧化亚铁作为防伪试剂，一旦包装打开，立即变成红棕色，写出该反应的化学方程式4FeO+O2═2Fe2O3解析：【实验步骤】：运用气体的制取和题中实验装置的用途和气流的方向解答．【实验分析及数据处理】：（1）运用无水硫酸铜遇到水变蓝的性质和题中记录的实验数据结合化学式的计算解答．（2）运用一氧化碳能与氯化钯溶液反应生成黑色的物质解答．（3）运用二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊解答．（4）运用根据化学式计算组成元素的质量比解答．（5）运用装置A和后面的装置的实验目的解答．（6）运用化学方程式的书写方法解答．（7）运用一氧化碳还原铁的氧化物所需的温度和酒精灯加热的最高温度解答．（8）运用一氧化碳的毒性从环保的角度解答．（9）运用题中信息和化学方程式的书写解答．【实验步骤】：从实验装置图分析可知B是草酸亚铁受热分解的装置，根据实验中气流的方向和基本操作，故答案：①检查气密性④关闭弹簧夹a【实验分析及数据处理】：（1）无水硫酸铜遇水变蓝色结合实验中装置C中的无水硫酸铜变蓝色，装置C增加的质量既是草酸亚铁中水的质量为分解后生成水的质量：170.0g-168.2g=1.8g，草酸亚铁晶体的质量为145.8g-136.8g=9.0g，9g草酸亚铁晶体中FeC2O4的质量为9.0g-1.8g=7.2g，即56+12×2+16×4：18x=7.2：1.8，x=2故（1）答案：水 2（2）一氧化碳能与氯化钯溶液反应生成黑色的物质，故（2）答案：CO（3）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，故（3）答案：CO2（4）根据表中数据可得热分解装置中草酸亚铁晶体的质量为145.8g-136.8g=9.0g，分解后生成水的质量为170.0g-168.2g=1.8g，则草酸亚铁晶体中FeC2O4的质量为9.0g-1.8g=7.2g，则其中Fe元素质量为7.2g××100%=2.8g56144 …（1分）又∵热分解装置中剩余黑色固体质量为140.4g-136.8g=3.6g，∴剩余物中氧元素质量为3.6g-2.8g=0.8g …（1分）设此黑色物质的化学式为FeaOb，则得∴热解装置中残留黑色物质的化学式为FeO故（4）答案：FeO（5）A在B草酸亚铁加热分解得装置前，故（5）答案：排尽装置中的空气，以免黑色的残留物（或FeO）被氧化（6）草酸亚铁晶体受热分解可以生成四种氧化物：FeO、CO2、CO、H2O，故（6）答案：FeC2O4?2H2O FeO+CO2↑+CO↑+2H2O【反思应用】：（7）酒精灯加热的最高温度，氧化亚铁被一氧化碳还原的温度是710℃，故（7）答案：不正确，因为温度达不到工业炼铁所需的高温，所以不能相互反应生成Fe；（8）一氧化碳有毒不能直接排入空气中，故（8）答案：没有尾气处理装置，会造成CO污染空气；（9）氧化铁是红棕色固体，故（9）答案：4FeO+O2═2Fe2O3。
锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展
锂离子电池正极材料LiFePO4的研究进展朱广燕; 陈效华; 翟丽娟; 秦兆东; 刘志远【期刊名称】《《电源技术》》【年(卷),期】2010(034)011【总页数】5页(P1201-1205)【关键词】锂离子电池; 正极材料; LiFePO4【作者】朱广燕; 陈效华; 翟丽娟; 秦兆东; 刘志远【作者单位】奇瑞汽车股份有限公司中央研究院安徽芜湖 241006【正文语种】中文【中图分类】TM912.9锂离子电池自商品化以来，正极材料始终是电池领域的研究热点。
目前，主要使用的正极材料有LiCoO2、LiNiO2、Li-Cox Ni1－x O2、LiMn2O4、LiFePO4等。
LiCoO2已经实现商品化，但其价格过高，毒性较大，并且钴的资源有限；LiNiO2的合成比较困难；LiMn2O4则存在理论容量低、循环性能较差的缺点。
随着锂离子电池用量的迅猛增加和电动汽车对大容量锂离子电池的需求，迫切需要发展具有高安全性、高能量密度、高功率、循环寿命长、高环保及低价格的锂离子电池，为此需要开发出环境友好、原料资源丰富、性能优异的锂离子电池正极材料[1]。
自1997年A.K.Padhi等[2]首次提出LiFePO4可作为锂离子电池正极材料以来，由于其具有价格便宜、无毒、环境相容性好、矿藏丰富、较高的比容量（理论比容量170mAh/g，比能量550 Wh/kg）和较高的工作电压（3.4V，以金属锂为负极）、充放电压平缓、循环寿命长、高温性能和安全性能好等优点，LiFePO4材料已经成为电池工作者竞相研究的热点，并有望成为下一代锂离子电池的主导正极材料。
本文就近几年LiFePO4的研究进展进行了综述，并对未来可能发展的趋势阐述了笔者的观点。
1 LiFePO4的结构LiFePO4在自然界中以磷铁锂矿的形式存在，通常与LiMnPO4伴生，为橄榄石型结构，属于正交晶系，其空间群为Pnma[3]。
O原子以稍微扭曲的六方紧密堆积方式排列，只能为Li+提供有限的通道，使得室温下Li+在其中的迁移速率很小。
锂离子电池论坛_磷酸铁锂材料焙烧制备、合成问题
磷酸铁锂材料焙烧制备、合成问题！2007-12-15 16:43磷酸铁锂 LiFePO4（磷酸亚铁锂）材料的焙烧设备：两种窑炉可以解决烧结工艺技术问题！实现工业化生产！技术方法：压块烧结法＼粉末烧结法＼气氛烧结法＼连续烧结法＼间歇烧结法＼真空烧结法＼微波合成法时间温度：４ｈ-１２ｈ左右/５７３-７７３Ｋ左右/９２３-１０２３ｋ左右材料合成：锂源：碳酸锂（Li2CO3）氢氧化锂（LiOH）铁源：草酸亚铁（FeC2O4·2H2O）、醋酸亚铁〔Fe（CH3COO）2〕、磷酸铁〔FePO4·2H2O〕铁粉（4微米）、氧化铁（Fe2O3）磷酸根：磷酸氢铵〔（NH4）2HPO4〕、磷酸二氢铵*〔NH4H2PO4〕、磷酸铵〔（NH4）3PO4〕、碳源：葡萄糖*、蔗糖、碳石墨、Super P、酚醛树脂、碳黑混合原料：磷酸二氢锂（LiH2PO4）、磷酸亚铁（FeHPO4）产品性能：１＼物理指标：温度高，粒度大，粒球好．（在合理温度范围内）２＼电性能：温度高，电容量大．超过合理温度，容量反而小．循环性都不错．文献工艺:(1)取一定摩尔比的Li2CO3,FeC2O4·2H2O,(NH4)2HPO4,置于玛瑙罐中,加入适当比例的玛瑙球,球料比为 0.5-1.0,球磨至混料均匀.然后把混合物放在石英舟中,放入管式炉中于氮气保护下升温.先以5℃/min 升至300℃,后以10℃/min 升至 480-800-20-℃,保温 20 h 后自然冷却.即:1h升温至300℃,50min升温至800℃,保温20h.总体时间约24h,与4#炉一次烧结时间大体一致.(2)以Li2CO3,FeC2O4·2H2O和(NH4) 2HPO4为前驱物按化学计量比混合,采用固相反应法合成LiFePO4.反应分二步进行:第一步,预分解前驱物:前驱物经研磨或加分散剂超声分散后在350℃反应6h后随炉冷却得到中间产物;第二步,高温反应过程:将中间产物研磨,压片,在675℃反应12h,随炉冷却得到LiFePO4.为防止二价铁的氧化,以上反应均在纯净的氮气流中进行.在前驱物中加入适量的蔗糖作为碳源,采用与合成LiFePO4相同的步骤即可获得表面覆碳的LiFePO4(下面简写成LiFePO4/C).(3) 以FeC2O4·2H2O, Li2CO3,MnCO3和(NH4) H2PO4为原料,按化学计量比配比混合,以无水乙醇为介质进行球磨,干燥后转入管式炉中( 上海电炉厂) ,在通入氩气情况下于给定温度煅烧24h,冷却得到.反应时间与4#炉大致一致.极片制作:正极片采用压片法制取,正极膜的组成为 [活性物质]:[乙炔黑]:[聚四氟乙烯]=75:20:5.(4)研磨时液相(丙酮溶液)保护.两步法合成,总时间32h.(5)按一定摩尔比称量LiCO3,FeC2O4·2H2O 和NH4H2PO4,加入适量的葡萄糖作为导电剂前驱物,在玛瑙研钵中加入丙酮进行湿磨. 待原料混合均匀后,放入石英坩锅中,在N2气气氛下于350 ℃预热12 h,使原料完全分解. 冷却后充分研磨,混匀. 分别在400 ～850 ℃的温度范围内焙烧24 h. 缓慢降温,冷却后经研磨得到LiFePO4 / C 复合正极材料. 研磨时液相(丙酮溶液)保护.极片制作:正极活性物质:乙炔黑:60%的聚四氟乙烯乳液(PTFE)按质量比为80: 15: 5混合.电压范围为2. 8 ～ 4. 2 V.图形分析:200 ℃之前的失重主要是析出原料中的结晶水,对应DSC 曲线上一个较小的吸热峰;200 ～250 ℃的温度范围内存在2 个较强的吸热峰,根据热力学数据可知,这分别对应原料中FeC2O4的分解及NH4H2PO4的熔融,同时伴随着质量损失;250 ～350 ℃的区间内有一个较宽的放热峰,同时在TG 曲线上存在失重,由此可预测在此区间内,各物质之间可能发生如下反应:NH4H2PO4 + Li2CO3 → Li3PO4 + NH3↑ + CO2↑ + H2O↑ (1)FeO + NH4H2PO4 → Fe3 ( PO4)2+ H2O↑ + NH3↑ (2)由于固相反应是极为复杂的复相反应,因此并不排除其它反应的可能性. 为了保证反应完全,应适当延长在350 ℃下预烧的时间. 400 ℃后的温度区间内,基本上没有失重,但却存在热量上的变化,这说明随着温度的升高,发生了新的固相反应以及反应产物不断的进行晶型转化或完成晶格规整,因此应选择在400 ℃ 之后的温度范围内合成目标产物. 葡萄糖的无氧热分解失重过程一般发生在200 ～350 ℃较宽的温度区间内,且实验中所用葡萄糖的量较少,故不再对其过程进行分析.文献中最佳温度750℃.(6)溶胶-凝胶法:先合成Fe(OH)2,吸附PO43-,干燥后加还原剂C.总时间13h.极片配比:70:20;10.(7)以Li2CO3,,FeC2O4·2H2O和(NH4) 2HPO4为前驱物按化学计量比混合,采用固相反应法合成LiFePO4.反应分二步进行:第一步,预分解前驱物:前驱物经研磨或加分散剂超声分散后在350℃反应6h后随炉冷却得到中间产物;第二步,高温反应过程:将中间产物研磨,压片,在675℃反应12h,随炉冷却得到LiFePO4.为防止二价铁的氧化,以上反应均在纯净的氮气流中进行.在前驱物中加入适量的蔗糖作为碳源,采用与合成LiFePO4相同的步骤即可获得表面覆碳的LiFePO4(下面简写成LiFePO4/C).两步法合成.极片制作:73:21;6Anderson[14]指出首次循环容量衰减主要由以下两种因素决定,而且这两种因素之间互相影响:(1)锂在单个LiFePO4活性颗粒中的脱嵌/嵌入机理;(2)电极的形貌(如颗粒的大小,形态分布).问题:覆碳量是怎么确定的.(8) 实验所用试剂分别为Fe(CO2)2·2H2O(自制),Li2CO3 (AR 级)和NH4H2PO4 ( AR 级). 按照LiFePO4摩尔配比称取原料,在N2气中于400 ℃下保温12 h,预合成LiFePO4.然后加入质量分数为5%的聚乙烯醇的溶液,球化预合成料,最后将粉体料置入炉膛中,通入N2气进行合成,合成温度为600 ～800 ℃,保温16 h,然后随炉冷却至室温.两步法合成,400℃预合成,PAN球化烧结,总时间28h.极片配比:75;17:8.(9)原料为乙酸锂,草酸亚铁,磷酸二氢铵,液体乙醇做保护和分散剂,气氛保护下60℃干燥.加入2%的铁粉压片,微波合成.正极活性物质:导电性乙炔黑:聚四氟乙烯=75:20:5 .(10)将草酸镍,草酸亚铁,碳酸锂,磷酸氢二氨按LiNixFe1 - xPO4的化学计量配比,其中x 为Ni 的摩尔分数, x 值分别为0,0. 01,0. 03,0. 05,0. 07 和0. 10. 球磨6 h 混合后,在氮气气氛下先以5℃ / min 升到300℃恒温3 h,再以5℃ / min 升到600℃恒温24 h,反应完成后随炉冷却.分段升温,以300℃为界,总时间30h左右.极片配比:75:20;5.(11)偏钒酸铵,草酸亚铁,碳酸锂,磷酸氢二氨按化学计量配比, 球磨6h混合后, 在氮气气氛下,先以5℃升到300℃恒温3h,再以5℃ 升到600℃恒温24h,反应完成后随炉冷却.分段升温法,总时间27h.极片配比;75:20:5(12)分段升温,300℃为界,总时间27h.。
磷酸铁锂草酸亚铁工艺
磷酸铁锂草酸亚铁工艺稿子一：嘿，朋友！今天咱们来聊聊磷酸铁锂草酸亚铁工艺，这可真是个有趣的话题呢！你知道吗，这磷酸铁锂草酸亚铁工艺就像是一场魔法秀！它能把一些看起来普普通通的材料，变成超级厉害的东西。
先来说说这原材料吧，草酸亚铁就像是个小勇士，勇敢地冲在前面。
经过一系列神奇的步骤，它和其他小伙伴一起合作，慢慢变成了我们期待的磷酸铁锂。
在这个过程中，温度、时间、各种条件的控制，那可都得拿捏得死死的。
就好像做饭一样，火候不对，味道就差了。
而这里要是控制不好，那出来的产品可就不达标啦。
而且哦，这个工艺可不是随随便便就能搞定的。
得有专业的技术人员，像魔法师一样，精心调配每一个环节。
他们得时刻盯着，眼睛都不能眨一下，生怕出一点点差错。
想象一下，一堆原材料进去，经过这么一番折腾，出来的就是能为我们的生活带来便利的磷酸铁锂，是不是觉得很神奇？其实啊，这背后都是大家的努力和智慧。
不断地尝试，不断地改进，就是为了让这个工艺越来越完美。
怎么样，听我说完，是不是对磷酸铁锂草酸亚铁工艺有了新的认识？稿子二：亲爱的小伙伴们，咱们来唠唠磷酸铁锂草酸亚铁工艺呗！说起这个工艺呀，那可真是有好多好玩的事儿。
一开始，那些原材料聚在一起，就好像一群小伙伴准备参加一场大冒险。
草酸亚铁这个小家伙在里面特别活跃。
然后呢，在各种设备里，它们经历着高温、搅拌，就像是在跳一场疯狂的舞蹈。
这过程中，每一个动作都得恰到好处，不然就乱套啦。
还有那些操作的师傅们，他们可细心啦！时刻关注着每一个变化，就像照顾小宝宝一样。
你看，经过这么一番折腾，神奇的事情发生了，磷酸铁锂就诞生啦！它可是有着大用处的哟，可以用在好多地方，让我们的生活变得更美好。
而且哦，这个工艺还在不断进步呢！科学家们一直在努力，让它更高效、更环保。
说不定未来，它还能给我们带来更多惊喜。
怎么样，是不是觉得磷酸铁锂草酸亚铁工艺特别有意思？我反正是觉得超级酷的！。
磷酸铁锂电芯 草酸作用
磷酸铁锂电芯草酸作用
磷酸铁锂电芯是一种常见的锂离子电池，草酸是一种有机酸。
如果草酸与磷酸铁锂电芯发生作用，可能会引起以下情况：
1. 草酸是一种酸性物质，如果直接接触到磷酸铁锂电芯的正负极或电解质，可能会导致腐蚀作用，损坏电池结构。
2. 草酸可以与铁离子发生络合反应，形成草酸铁盐。
如果草酸进入电池内部，可能与电解质中的锂离子竞争结合，导致电池容量下降，性能减弱。
3. 草酸的作用可能导致电池内部反应的不稳定性增加，可能引发电池的过热、发烟甚至起火的风险。
因此，草酸与磷酸铁锂电芯发生作用是不安全的，应避免将草酸接触到电池中。
如果电池因此受到污染，应立即停止使用，并咨询专业技术人员进行处理或处置。
如果出现电池损坏、漏液、发热、冒烟等异常情况，应迅速将电池远离可燃物质，并采取适当的安全措施。
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第47卷第1期2019年1月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.47No.1Jan.2019锂离子电池用草酸亚铁的合成研究*冯雪茹,刘述平,李 超(中国地质科学院矿产综合利用研究所,四川 成都 610041)摘 要:采用扫描电镜㊁激光粒度仪㊁振实密度仪,研究了陈化时间㊁分散剂浓度㊁亚铁离子浓度对草酸亚铁产品形貌㊁振实密度和粒径的影响㊂优化的草酸亚铁制备工艺条件为:亚铁离子浓度为85g /L,分散剂浓度为0.65mol /L,陈化时间为9h㊂制备得到的草酸亚铁产品振实密度为1.22g /cm 3,粒度(D 50)为3.16μm;以制备的草酸亚铁为原料,采用高温固相法合成磷酸铁锂正极材料,得到的正极材料充放电性能良好㊂关键词:锂离子电池;草酸亚铁;振实密度;粒度 中图分类号:TQ152 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2019)01-0049-03*基金项目:国土资源地质大调查项目(DD20160074)㊂第一作者:冯雪茹(1990-),女,硕士研究生,助理工程师,主要从事有色冶金研究㊂通讯作者:刘述平(1961-),男,硕士研究生,研究员,主要从事有色冶金及无机化工研究,Synthesis of Ferrous Oxalate for Lithium Ion Battery *FENG Xue -ru ,LIU Shu -ping ,LI Chao(Institute of Multipurpose Utilization of Mineral Resources,CAGS,Sichuan Chengdu 610041,China)Abstract :The effects of synthetic conditions,such as aging time,dispersant concentration,ferrous ion concentration,the product morphology,the tap density and the particle size of ferrous oxalate dehydrate prepared were studied by scanning electron microscopy (SEM),laser particle size instrument and the tap density meter in stirring speed.The optimized preparation conditions of ferrous oxalate were as follows:ferrous ion concentration was 85g /L,dispersant concentration was 0.65mol /L,aging time was 9h.The prepared ferrous oxalate product after secondary washing measured a tap density of 1.22g /cm 3and a particle size (D 50)of 3.16μm.The lithium iron phosphate was prepared by high temperature solid phase method,using prepared ferrous oxalate as raw material,and the charge and discharge performance of the positive electrode material was good.Key words :lithium ion battery;ferrous oxalate;tap density;particle size锂离子电池作为一种绿色电源,已经在无线电通讯㊁电动自行车和电动汽车等方面得到了广泛应用[1]㊂锂离子电池正极材料的性能对相应的锂离子电池的整体电化学性能有着极为重要的影响㊂磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料的一种,具有原料来源较为广泛㊁价格低廉㊁理论比容量和理论比能量较高㊁热稳定性好㊁对环境友好等优点,已在动力电池㊁储能装置等中得到广泛应用[2-3]㊂目前,制备磷酸铁锂正极材料的铁源主要为草酸亚铁㊁磷酸铁㊂以草酸亚铁为铁源具有以下优点:(1)草酸盐在合成过程中不易引入杂质相[4];(2)草酸亚铁合成的磷酸铁锂正极材料结晶度较高且键合力大,有助于稳定合成产物的骨架结构[5];(3)草酸亚铁在反应过程中会分解放出气体,可抑制颗粒的团聚和晶粒的长大[6]㊂草酸亚铁的形貌㊁振实密度和粒度是影响磷酸铁锂正极材料性能的重要因素,若振实密度过低,粒度过大,会导致生成的磷酸铁锂材料颗粒粗大,导电性能差,能量密度降低,进而限制其在大功率锂离子电池方面的应用[7-8]㊂本文以草酸和硫酸亚铁为原料,采用固液两相反应,通过控制反应条件,制备得到振实密度和粒度符合有关要求的草酸亚铁粉体,并以合成的草酸亚铁为原料,通过高温固相法合成制备了磷酸铁锂正极材料㊂1 实 验1.1 原料及设备原料:草酸(分析纯),硫酸亚铁(分析纯),硫酸(分析纯),氨水(分析纯),一次水(实验室自制)㊂设备:IKA RW 20digital 机械搅拌桨;MZ 2C NT 真空泵;DHG-9030A 电热恒温鼓风干燥箱;DZG-6050SO 电热真空干燥箱;XQM-2行星式球磨机;TCXQ-1200真空箱式气氛炉;JZ-1粉体振实密度仪;LD510-2电子天平;PHS-3C 酸度计㊂1.2 实验方法草酸亚铁合成步骤:取一定量的硫酸亚铁溶解在一次水中,将分散剂加入到硫酸亚铁溶液中㊁搅拌均匀㊂在搅拌条件下,将一定量的草酸固体以一定速度加入硫酸亚铁溶液中,加入完毕后,搅拌反应一段时间,再静置陈化一定时间后,过50 广 州 化 工2019年1月滤㊁洗涤㊁干燥,即得草酸亚铁产品㊂合成草酸亚铁的化学反应式为:FeSO 4+H 2C 2O 4+2H 2==O FeC 2O 4㊃2H 2O+H 2SO 42 结果与讨论2.1 陈化时间的影响在亚铁离子浓度85g /L,分散剂用量为0.65mol /L,考察不同陈化时间对草酸亚铁产品的振实密度和形貌的影响,如图1㊁图2所示㊂图1 不同陈化时间下草酸亚铁的振实密度Fig.1 Tap density of ferrous oxalate at different agingtime图2 不同陈化时间下草酸亚铁的形貌(扫描电镜1000倍)Fig.2 Morphology of ferrous oxalate under different aging time(scanning electron microscope 1000times)由图1可知,随着陈化时间延长㊁草酸亚铁的振实密度逐渐减小㊂但从图2分析可知,未进行陈化处理得到的草酸亚铁单颗粒约10μm,团聚成约20~30μm 的二次颗粒;进行9h 陈化后,粗大的单颗粒分解许多小颗粒,粒径进一步减小;继续陈化20h 时,分解脱落的小的单颗粒又重新团聚抱紧成粗大的二次颗粒,草酸亚铁的粒径又增大㊂综上,草酸亚铁产物的陈化时间为9h 较适宜㊂2.2 分散剂浓度的影响在亚铁离子浓度85g /L,陈化时间9h,考察不同分散剂浓度对草酸亚铁产品振实密度的影响,如表1所示㊂表1 分散剂浓度对草酸亚铁振实密度的影响Table 1 Effect of dispersant concentration on tapdensity of ferrous oxalate分散剂浓度/(mol /L)振实密度/(g /mL)0.301.180.651.211.001.17由表1数据可知,当分散剂浓度为0.65moL /L 时,草酸亚铁产品的振实密度较高,为1.21g /cm 3㊂因此,选择分散剂浓度为0.65mol /L 较为合适㊂2.3 亚铁离子浓度的影响在分散剂用量0.65mol /L,陈化时间9h 的条件下,考察不同亚铁离子浓度对草酸亚铁产品的振实密度的影响㊂表2 亚铁离子浓度对草酸亚铁振实密度的影响Table 2 Effect of ferrous ion concentration on tapdensity of ferrous oxalate亚铁离子浓度/(g /L)振实密度/(g /cm 3)651.12851.221050.99由表2分析可知,当亚铁离子浓度为85g /L 时,草酸亚铁产品的振实密度较大,为1.22g /cm 3㊂因此,选择亚铁离子浓度为85g /L㊂2.4 草酸亚铁样品的制备图3 经二次洗涤后的草酸亚铁粒度分布Fig.3 Particle size distribution of ferrous oxalate aftersecondarywashing图4 二次洗涤后的草酸亚铁形貌Fig.4 Ferrous oxalate morphology after secondary washing以试验获得的草酸亚铁制备优化工艺条件(亚铁离子浓度为85g /L,分散剂0.65mol /L,陈化时间9h)进行合成草酸亚铁制备放大试验,得到的草酸亚铁产品的振实密度为0.85g/cm 3,第47卷第1期冯雪茹,等:锂离子电池用草酸亚铁的合成研究51 将产品加于纯水(液固比为0.5)中,加入一定量的抗坏血酸进行二次洗涤㊂机械搅拌30min 后,过滤,烘干,得到的草酸亚铁产品㊂草酸亚铁的粒度分布和形貌如图3㊁图4㊂从图中可看出,制备的草酸亚铁产品粒度分布较均匀,团聚现象得到了明显改善㊂经测定草酸亚铁产品的振实密度为1.22g /cm 3,粒度(D 50)为3.16μm㊂2.5 磷酸铁锂的合成以试验得到的草酸亚铁为原料,按一定比例配以磷酸二氢铵㊁碳酸锂㊁葡萄糖和乙醇(作为湿磨介质),将物料投入球磨罐中,球磨4h,再加入葡萄糖继续球磨2h㊂出料后于80℃干燥得到前驱体混合料㊂将前驱体混合料压制成型,置于氮气保护箱式电炉中,于400℃预烧4h,然后升温至750℃,保温12h㊂将物料自然冷却至70℃出炉,称重㊁研磨㊁过筛㊁包装以备检测㊂磷酸铁锂合成工艺路线如图5所示,产品形貌如图6所示㊂碳源(葡萄糖)经高温碳化后,均匀包覆在磷酸铁锂颗粒表面,阻碍磷酸铁锂晶粒的长大,有利于晶粒的细化,形成的多孔扩散结构提高了材料的离子和电子的导电率㊂经测试,以自制草酸亚铁为铁源合成的磷酸铁锂产品的首次充放电比容量为152.2mAh /g,在0.1C 充放电倍率下,其放电比容量为141.6mAh /g,在1C 充放电倍率下,依然能保持115.9mAh /g 的比容量㊂图5 磷酸铁锂正极材料合成路线图Fig.5 Synthesis route of lithium iron phosphate cathodematerial图6 磷酸铁锂正极材料形貌图(扫描电镜10000倍)Fig.6 Morphology of lithium iron phosphate cathode material(10,000times by scanning electron microscope)3 结 论(1)试验获得的草酸亚铁制备优化工艺条件:亚铁离子浓度为85g /L,分散剂浓度0.65mol /L,陈化时间9h㊂获得的草酸亚铁产品,其振实密度为1.22g /cm 3,粒度(D 50)为3.16μm㊂(2)以制备的草酸亚铁为铁源,经配料㊁球磨㊁干燥后,以高温固相法合成了磷酸铁锂正极材料,该正极材料首次充放电比容量为152.2mAh /g,在0.1C 充放电倍率下,其放电比容量为141.6mAh /g,在1C 充放电倍率下,依然能保持115.9mAh /g 的比容量㊂参考文献[1] 张江峰.电池级碳酸锂迎来发展机遇[J].中国有色金属,2010(5):23-24.[2] Tarascon J M,Armand M.Issues and challenges facing rechargeablelithium batteries[J].Nature,2001,414(6861):359-367.[3] Whittingham M S.Lithium batteries and cathade materials[J].ChemRev.,2004,104(10):4271-4301.[4] 苏玉长,陈宏艳,胡泽星,等.不同维度草酸亚铁的合成及其组织结构[J].中南大学学报(自然科学版),2013,44(6):2237-2243.[5] 卢阳,童庆松,翁秀燕,等.LiFePO 4/C 的制备电化学性能研究[J].福建师范大学学报(自然科学版),2009,25(4):67-71.[6] 刘旭恒,赵中伟.碳源和铁源对LiFePO 4/C 材料的制备及性能的影响[J].中国有色金属学报,2008,18(3):541-545.[7] CHEN Weimin,QIE Long,YUAN Lixia,et al.Insight into theimprovement of rate capability and cyclability in LiFePO 4/polyaniline composite cathode [J].Electrochimica Acta,2011,56(6):2689-2695.[8] Konarova M,Taniguchi I.Synthesis of carbon -coated LiFePO 4nanoparticles with high rate performance in lithium secondary batteries [J].Journal of Power Sources,2010,195(11):3661-3667.。