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喷雾干燥在锂电正极材料磷酸铁锂的应用
阅读：2080 发布时间：2021-7-9
喷雾干燥设备是干燥领域发展快、应用范围广的一种形式，适用于溶液、乳浊液和可泵送的的悬浮液等液体原料生成粉状、颗粒状或块状固体产品。被干燥物料热敏性、粘度、流动性等不同的干燥特性，和产品的颗粒大小、粒度分布、残留水份含量、堆积密度、颗粒形状等不同的质量要求，决定了采用不同的雾化器、气流运动方式和干燥室的结构形式。
喷雾干燥在锂电正极材料磷酸铁锂的应用
锂电池主要由正极材料、负极材料、电解质、隔膜组成。正极材料在成本及性能上都制约锂离子电池的发展，因而正极材料的研究与开发是推动锂离子电池技术更新的关键。目前国内正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂及三元材料。其中磷酸铁锂具有安全性好，循环寿命长，热稳定性好，原材料来源广泛，价格便宜的优点，但振实密度低和低温导电性差。
磷酸铁锂/C正极材料的简单制备过程：取LiOH和FePO4加入球磨罐加入纯净水，球磨之后加入一定量的碳源，球墨3h后取出浆料打入喷雾干燥机中进行喷雾干燥。在一定的进出口温度下（进200-250℃，出口温度＜100℃）进行喷雾干燥。物料干燥后放在气氛炉先进行低温煅烧2h，在高温煅烧6h后得到LiFePO4/C正极材料。
实验表明，喷雾干燥步骤，赋予了烧结前的前驱体材料很好的球形度，粒径在20-20微米。在喷雾干燥条件下，材料的化学组分比较均匀。在煅烧时球形颗粒之间并没有发生固相变化，LiFePO4/C的晶粒生产被限制在一个球形颗粒之间，因此可以得到小的LiFePO4/C晶粒，而细小的晶粒对LiFePO4/C的电性能有利。