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化工原料常见问题

磷酸铁锂生产工艺流程

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磷酸铁锂粉体的制备方法大致可以分为两大类:固相法和液相法。固相法需要高温的反应环境,不需要添加任何溶剂即可制备出所需的材料。液相法需要添加适当的溶剂,在适当的系统环境下可发生反应进而生成所需产物。


基于固相的合成方法:固态合成法、机械化学活化法、碳热还原法、微波加热法是几种常见的合成磷酸铁锂的固相法,这些方法的共同点是基于固态相变和固态化学反应。固相法是一种十分重要和关键的合成方法,通过该方法可以在升温的过程中以简单的方式获得良好的排列有序的晶体结构,在合适的参数范围内,进而能够得到品质优异的电池材料。


尽管固相法简单易行,但是仍旧存在合成周期较长,能耗较大,合成的材料具有较大的颗粒尺寸,低纯度,电化学性能较差等缺点。因此,基于溶液的合成方法由于其更小的颗粒尺寸,更均匀的粒径分布,高纯度,均匀的碳包覆层以及优异的电化学性能,使得该方法具有重要的意义。水热合成法,溶胶-凝胶法,喷雾热解法,共沉淀法和微乳液干燥法是用于制备LiFePO4常用的基于溶液的制备方法。

磷酸铁锂生产以固相合成法为主,其主要工艺流程图如下:

磷酸铁锂生产以固相合成法工艺流程.png

原材料混合环节:将称重配比好的各类原材料,按添加顺序依次加入搅拌罐中,使物料分散、混合均匀形成浆料,所用主要设备为配料系统。

磷酸铁锂的生产工艺为自热蒸发液相合成法,其生产流程如下图:

磷酸铁锂的生产工艺自热蒸发液相合成法流程图.png

原材料混合环节:将称重配比好的各类原材料,按添加顺序依次加入至搅拌罐中,进行搅拌溶解成液体状态浆料,所用主要设备为配料系统。


前驱体制备环节:将液体状态的浆料放入发料罐中,进行预加热,浆料自然吸收热量,自热蒸发大部分水分,形成固体蜂窝状凝胶,所用主要设备为发料系统。


初碎环节:将固体蜂窝状凝胶输送至破碎机,将前驱体进行初步破碎,所用主要设备为破碎机。


干燥环节:破碎后的凝胶为粉末状,内含一定比例水分,使用流化床等设备将凝胶中的水分干燥合格后出料,所用主要设备为流化床。


烧结环节:将干燥后的粉末状凝胶盛装到匣钵内,通过辊道窑辊棒传动匣钵,将物料带入辊道窑中进行烧结,所用主要设备为辊道窑、全自动匣钵回送装置。


粉碎环节:将烧结出来的物料管道输送至气流磨中,利用设备的高温高压空气使物料间相互碰撞研磨,直至合格出料,所用主要设备为气流磨。


除铁环节:粉碎出来的物料通过管道输送到除铁器中,将物料中可能含有的极少量的磁性物质除去,合格出料,所用主要设备为除铁器。


成品、包装环节:合格物料通过管道输送至吨袋包装机中,进行称量封口,完成包装过程,入库管理,所用主要设备为包装系统。


研磨环节:使浆料进一步分散、混合均匀并完全细化物料,所用主要设备为砂磨机。


喷雾干燥环节:加热脱除浆料中的液相成分使浆料分散成为粉料,所用主要设备为离心喷雾干燥机。


烧结环节:将干燥后的粉料装到匣钵内,通过辊道炉辊棒传动匣钵,将物料带入辊道炉内烧结合成磷酸铁锂材料,所用主要设备为辊道炉、全自动匣钵回送装置。


粉碎环节:将烧结出来的物料管道输送至气流磨中,利用设备的高压气体分离物料中的粗细粉并粉碎物料以达到工艺要求的颗粒细度,所用主要设备为气流磨。


除铁筛分环节:分离出的物料通过管道输送到除铁器中,将物料中可能含有的极少量磁性物质除去,再通过振动筛分离出极少量粗颗粒,合格出料,所用主要设备为除铁器、振动筛。


成品、包装环节:合格物料通过管道输送至吨袋包装机中,进行称量封口,完成包装过程,入库管理,所用主要设备为包装系统。


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