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粉体振实密度厂家分享改善磷酸铁锂振实密度的几种方法

发布时间:2018-08-17      点击次数:806

   粉体振实密度厂家下面介绍几种改善磷酸铁锂振实密度的方法:

1、合成方法

   目前制备磷酸铁锂方法很多,不同制备方法对LiFePO4的振实密度影响很大。不规则的粉末颗粒不能紧密堆积,如果合成的LiFePO4粉末颗粒为不规则形貌,会造成产物的振实密度很低。一般来说,由规则的球形颗粒组成的粉体,因其不会有团聚和粒子架桥现象,从而具有较高的振实密度。得到规则球形颗粒的方法如下:

①用高密度球形FePO4前驱体合成球形LiFePO4颗粒

  制得高密度球形前驱体是得到高密度球形产物的有效途径之一。先合成高密度球形FePO4前驱物,再与其他原料混合均匀,通过高温反应,使锂通过球形前驱体颗粒表面的微孔向各方向均匀、同步地渗入前驱体的中心,保持球形形貌。此方法中,球形前驱体可以消除反应过程中由于扩散途径不同引起的微观组分差异,生成组成均匀的LiFePO4,从而提高材料的性能。

②喷雾干燥法制备球形LiFePO4颗粒

  喷雾干燥(热解)法是将各金属盐按制备复合型粉末所需的化学计量比配成前驱体溶液,经雾化器雾化后,由载气带入设定温度的反应炉中,在反应炉中瞬间完成溶剂蒸发、溶质沉淀形成固体颗粒、颗粒干燥、颗粒热分解和烧结成型等一系列的过程,后形成规则的球形粉末颗粒。

③熔盐法制备球形LiFePO4颗粒

  熔盐法通常采用一种或数种低熔点的盐类作为反应介质,合成过程会出现液相,反应物在其中有一定的溶解度,这大大加快了反应物离子的扩散速率,使反应物在液相中实现原子尺度混合,反应就由固-固反应转化为固-液反应。反应结束后,采用合适的溶剂将盐类溶解,经过滤洗涤后即可得到合成产物。

2、粒径分布

  磷酸铁锂的振实密度与颗粒的粒径之间存在着密切的联系。如果由球形颗粒组成的粉体具有理想的粒径分布,使得小颗粒能尽量填补大颗粒之间的空隙,则可以进一步提高其振实密度,从而有利于提高电池的体积比容量。研究表明,纳米级别的LiFePO4振实密度一般较低, 而微米级别的LiFePO4具有较高的振实密度。

   多孔材料可以实现高的振实密度:大颗粒的产物振实密度一般较高,但也会导致锂离子在固体材料中的扩散路径变长,材料的电化学性能也变差。研究发现多孔的LiFePO4具有相互连接的三维孔通道,且孔之间的距离是纳米级的,孔隙之间相互连接的三维通道缩短了锂离子的脱嵌距离;且多孔材料这种独特的微观结构,使材料具有更大的比表面积,可使材料与电解液充分接触,增大了锂离子的扩散面积,提高了锂离子的迁移速率,有利于解决LiFePO4扩散系数小所导致的电化学性能差的问题。由于制备多孔材料时得到的都是尺寸较大且形貌良好的颗粒,所以多孔材料在保证了材料有较高振实密度的同时,也能具有良好的电化学性能。

3、碳包覆

   研究表明碳包覆能增强磷酸铁锂颗粒之间的导电性,使其电化学性能有明显改善。但是过量的碳将严重降低LiFePO4的振实密度。选择合适的碳源,改进制备工艺,都可以使碳包覆层更加均匀,从而提高材料的振实密度。

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