磷酸鐵鋰相對于傳統(tǒng)的鉛酸電池，有著高的能量密度，其理論比容量為170 mAh/g，鉛酸電池為40mAh/g；高安全性，是目前最安全的鋰離子電池正極材料，不含對人體有害的金屬元素；壽命長，在100%DOD下，可以充放電2000次以上；充電性能良好、價格低廉、環(huán)保。

鋰離子電池作為一種高性能的二次綠色電池，具有高電壓、高能量密度（包括體積能量、質(zhì)量比能量）、低的自放電率、寬的使用溫度范圍、長的循環(huán)壽命、環(huán)保、無記憶效應(yīng)以及可以大電流充放電等優(yōu)點(diǎn)。鋰離子電池性能的改善，很大程度上決定于電極材料性能的改善，尤其是正極材料。目前研究最廣泛的正極材料有LiCoO2、LiNiO2以及LiMn2O4等，但由于鈷有毒且資源有限，鎳酸鋰制備困難，錳酸鋰的循環(huán)性能和高溫性能差等因素，制約了它們的應(yīng)用和發(fā)展。因此，開發(fā)新型高能廉價的正極材料對鋰離子電池的發(fā)展至關(guān)重要。
一、磷酸鐵鋰的性能
（1）高能量密度：其理論比容量為170 mAh/g，產(chǎn)品實(shí)際比容量可超過140 mAh/g（0.2C，25°C）；
（2）安全性：是目前最安全的鋰離子電池正極材料； 不含任何對人體有害的重金屬元素；
（3）壽命長：在100%DOD條件下，可以充放電2000次以上。原因：磷酸鐵鋰晶格穩(wěn)定性好，鋰離子的嵌入和脫出對晶格的影響不大，故而具有良好的可逆性。存在的不足是電極離子傳導(dǎo)率差，不適宜大電流的充放電，在應(yīng)用方面受阻。解決方法：在電極表面包覆導(dǎo)電材料、摻雜進(jìn)行電極改性。
磷酸鐵鋰電池的使用壽命與其使用溫度息息相關(guān)，使用溫度過低或者過高在其充放電過程及使用過程均產(chǎn)生極大不良隱患。尤其在中國北方電動汽車上使用，在秋冬季磷酸鐵鋰電池?zé)o法正常供電或供電電源過低，需調(diào)節(jié)其工作環(huán)境溫度保持其性能。目前，國內(nèi)解決磷酸鐵鋰電池恒溫工作環(huán)境需考慮空間限制問題，較普遍的解決方案是使用氣凝膠氈作為保溫層。
（4）充電性能：磷酸鐵鋰正極材料的鋰電池，可以使用大倍率充電，最快可在1小時內(nèi)將電池充滿。

二、磷酸鐵鋰生產(chǎn)工藝流程
1、磷酸鐵烘干除水
先將材料進(jìn)行配料稱重，加入去離子水，在混合攪拌缸里面充分混合、攪拌，配料主要是磷酸鐵，碳酸鋰等材料。碳酸鋰就不說了，是我們的主要鋰源，他是一種無機(jī)化合物，化學(xué)式為Li2CO3，為無色單斜晶系結(jié)晶體或白色粉末，密度2.11g/cm3，熔點(diǎn)723℃，溶于稀酸，微溶于水，在冷水中溶解度較熱水下大，不溶于醇及丙酮。而我們的磷、鐵主要來源于磷酸鐵，又名磷酸高鐵、正磷酸鐵，分子式為FePO4，是一種白色、灰白色單斜晶體粉末，摩爾質(zhì)量：150.82，溶于硫酸，難溶于其它酸，不溶于水、醋酸、醇。
（1）烘房烘干工序：不銹鋼匣缽裝滿原料磷酸鐵置入烘房，調(diào)節(jié)烘房溫度220±
20℃，6-10小時烘干。出料轉(zhuǎn)下一工序至回轉(zhuǎn)爐燒結(jié)。
（2）回轉(zhuǎn)爐燒結(jié)工序：回轉(zhuǎn)爐升溫、通氮?dú)膺_(dá)到要求后，進(jìn)料（來自上工序烘房的
物料），調(diào)節(jié)溫度540±20℃，燒結(jié)8-12小時。
2、研磨機(jī)混料工序
正常生產(chǎn)時，兩臺研磨機(jī)同時投入運(yùn)行，兩臺設(shè)備具體投料和操作相同（調(diào)試時一臺單獨(dú)運(yùn)行亦可），程序如下：
（1）碳酸鋰研磨：稱量碳酸鋰13Kg、蔗糖12Kg、純水50Kg，混合研磨1-2小時。暫停。
（2）混合研磨：在上述混合液中加入磷酸鐵50Kg，純水25Kg，混合研磨1-3小時。停機(jī)，出料轉(zhuǎn)入分散機(jī)。取樣測粒度。
（3）清洗：稱量100Kg純水，分3-5次清洗研磨機(jī)，洗液全部轉(zhuǎn)入分散機(jī)。
3、分散機(jī)機(jī)物料分散工序
（1）將2.2兩臺研磨機(jī)混合好（或者1臺研磨機(jī)兩次混合）的物料約500Kg（包括清洗研磨機(jī)的物料）一起轉(zhuǎn)入分散機(jī)，再加入100Kg純水，調(diào)節(jié)攪拌速度，充分?jǐn)嚢璺稚?-2小時，等待用泵打入噴霧干燥設(shè)備。
4、噴霧干燥工序
將攪拌好的膠料，通過壓力噴出，經(jīng)過噴霧干燥機(jī)后變成我們想要的顆粒。噴霧干燥機(jī)是一種可以同時完成干燥和造粒的裝置。按工藝要求可以調(diào)節(jié)料液泵的壓力、流量、噴孔的大小，得到所需的按一定大小比例的球形顆粒。工作原理為空氣經(jīng)過濾和加熱，進(jìn)入干燥器頂部空氣分配器，熱空氣呈螺旋狀均勻地進(jìn)入干燥室。料液經(jīng)塔體頂部的高速離心霧化器，(旋轉(zhuǎn))噴霧成極細(xì)微的霧狀液珠，與熱空氣并流接觸在極短的時間內(nèi)可干燥為成品。成品連續(xù)地由干燥塔底部和旋風(fēng)分離器中輸出，廢氣由引風(fēng)機(jī)排空。

（1）調(diào)節(jié)噴霧干燥設(shè)備的進(jìn)口溫度220±20℃，出口溫度110±10℃，進(jìn)料速度80Kg/hr，然后，開始進(jìn)料噴霧干燥，得到干燥物料。
（2）可以按照噴霧粒度大小調(diào)節(jié)固含量為15%~30%。
5、液壓機(jī)物料壓塊裝料分別調(diào)節(jié)液壓機(jī)的壓力為150噸和175噸，在模具中裝入噴霧干燥好的物料，保壓一定時間，壓實(shí)成塊狀。裝入匣缽轉(zhuǎn)入推板爐。同時，放入幾組散裝樣品，與壓成塊狀的物料進(jìn)行對比。
6、推板爐燒結(jié)
使用鋰電池輥道爐，對干燥后的材料進(jìn)行燒結(jié)，市場上先進(jìn)的輥道爐采用先進(jìn)的紅外技術(shù)和先進(jìn)的爐膛材料，提高了設(shè)備的熱效率;采用先進(jìn)的溫度控制技術(shù)，保證溫度控制的精確度;利用成熟的爐體設(shè)計(jì)技術(shù)，保證爐溫的均勻性;采用科學(xué)合理的傳動機(jī)構(gòu)，保證推板運(yùn)行的平整、穩(wěn)定。先升溫，通氮?dú)猓_(dá)到氣氛要求100ppm以下，將匣缽?fù)迫胪瓢鍫t，按升溫段300-550℃，4-6小時；750℃恒溫段8-10小時；降溫段6-8小時進(jìn)行，出料。
7、輥壓超細(xì)磨
使用氣流磨設(shè)備，對燒結(jié)的材料進(jìn)行粉碎。氣流磨工作原理：壓縮空氣經(jīng)拉瓦爾噴咀加速成超音速氣流后射入粉碎區(qū)使物料呈流態(tài)化（氣流膨脹呈流態(tài)化床懸浮沸騰而互相碰撞），因此每一個顆粒具有相同的運(yùn)動狀態(tài)。在粉碎區(qū)，被加速的顆粒在各噴咀交匯點(diǎn)相互對撞粉碎。粉碎后的物料被上升氣流輸送至分級區(qū)，由水平布置的分級道篩選出達(dá)到粒度要求的細(xì)粉，未達(dá)到粒度要求的粗粉返回粉碎區(qū)繼續(xù)粉碎。合格細(xì)粉隨氣流進(jìn)入高效旋風(fēng)分離器得到收集，含塵氣體經(jīng)集塵器過濾凈化后排入大氣。
8、混合分級
對粉碎后的磷酸鐵鋰粉體混合后，按照顆粒大小進(jìn)行分級，根據(jù)我們的需求，對顆粒過大的重新進(jìn)行分級。粉體混合設(shè)備常用于醫(yī)藥行業(yè)，常見的混合設(shè)備有雙螺旋錐混合、臥式無重力混合機(jī)、臥式犁刀混合機(jī)。然后將研磨物料進(jìn)行篩分、包裝。5Kg、25Kg兩種規(guī)格。
9、烘烤
對合格的磷酸鐵鋰粉料進(jìn)行烘烤，去除水分。一般使用的是雙錐干燥機(jī)。工作原理為：雙錐干燥機(jī)為雙錐形的回轉(zhuǎn)罐體，罐內(nèi)在真空狀態(tài)下，向夾套內(nèi)通入蒸汽或熱水進(jìn)行加熱，熱量通過罐體內(nèi)壁與濕物料接觸。濕物料吸熱后蒸發(fā)的水汽，通過真空泵經(jīng)真空排氣管被抽走。由于罐體內(nèi)處于真空狀態(tài)，且罐體的回轉(zhuǎn)使物料不斷的上下、內(nèi)外翻動，故加快了物料的干燥速度，提高干燥效率，達(dá)到均勻干燥的目的。

10、檢驗(yàn)、入庫
干燥后的粉末，檢測合格后就使用成品包裝設(shè)備。產(chǎn)品檢驗(yàn)、貼標(biāo)簽入庫。包括：產(chǎn)品名稱、檢驗(yàn)人、物料批次、日期。
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