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噴霧干燥在鋰電正極材料磷酸鐵鋰的應(yīng)用
閱讀：2071 發(fā)布時(shí)間：2021-7-9
噴霧干燥設(shè)備是干燥領(lǐng)域發(fā)展快、應(yīng)用范圍廣的一種形式，適用于溶液、乳濁液和可泵送的的懸浮液等液體原料生成粉狀、顆粒狀或塊狀固體產(chǎn)品。被干燥物料熱敏性、粘度、流動(dòng)性等不同的干燥特性，和產(chǎn)品的顆粒大小、粒度分布、殘留水份含量、堆積密度、顆粒形狀等不同的質(zhì)量要求，決定了采用不同的霧化器、氣流運(yùn)動(dòng)方式和干燥室的結(jié)構(gòu)形式。
噴霧干燥在鋰電正極材料磷酸鐵鋰的應(yīng)用
鋰電池主要由正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔膜組成。正極材料在成本及性能上都制約鋰離子電池的發(fā)展，因而正極材料的研究與開(kāi)發(fā)是推動(dòng)鋰離子電池技術(shù)更新的關(guān)鍵。目前國(guó)內(nèi)正極材料主要有鈷酸鋰、鎳酸鋰、磷酸鐵鋰及三元材料。其中磷酸鐵鋰具有安全性好，循環(huán)壽命長(zhǎng)，熱穩(wěn)定性好，原材料來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，但振實(shí)密度低和低溫導(dǎo)電性差。
磷酸鐵鋰/C正極材料的簡(jiǎn)單制備過(guò)程：取LiOH和FePO4加入球磨罐加入純凈水，球磨之后加入一定量的碳源，球墨3h后取出漿料打入噴霧干燥機(jī)中進(jìn)行噴霧干燥。在一定的進(jìn)出口溫度下（進(jìn)200-250℃，出口溫度＜100℃）進(jìn)行噴霧干燥。物料干燥后放在氣氛爐先進(jìn)行低溫煅燒2h，在高溫煅燒6h后得到LiFePO4/C正極材料。
實(shí)驗(yàn)表明，噴霧干燥步驟，賦予了燒結(jié)前的前驅(qū)體材料很好的球形度，粒徑在20-20微米。在噴霧干燥條件下，材料的化學(xué)組分比較均勻。在煅燒時(shí)球形顆粒之間并沒(méi)有發(fā)生固相變化，LiFePO4/C的晶粒生產(chǎn)被限制在一個(gè)球形顆粒之間，因此可以得到小的LiFePO4/C晶粒，而細(xì)小的晶粒對(duì)LiFePO4/C的電性能有利。