中國粉體網(wǎng)訊 磷酸鐵鋰(LiFePO4)具有環(huán)境友好、價格便宜、安全性能好等優(yōu)點，被認(rèn)為是最具應(yīng)用前景的鋰離子電池正極材料之一，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)的電動車動力電池中。磷酸鐵路線的基本工藝流程，主要包括磷酸鐵前驅(qū)體的生產(chǎn)、濕法球磨、噴霧干燥、燒結(jié)這幾個主要步驟。關(guān)于磷酸鐵鋰的合成工藝也有不少研究，如何選擇工藝方法也是一門學(xué)問。
磷酸鐵鋰的合成方法主要有：固相法和液相法，固相法包括：高溫固相反應(yīng)法、碳熱還原法、微波合成法、機(jī)械合金化法，液相法包括：液相共沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱合成法。
作為2019年出貨量前兩名的德方納米和貝特瑞在磷酸鐵鋰合成工藝上分別選擇了液相法和固相法，這兩種方法有什么區(qū)別，德方納米和貝特瑞的磷酸鐵鋰產(chǎn)品又有什么特點？
工藝流程比較
1固相法
固相合成法由于其工藝簡單，且易于工業(yè)化，是制備電極材料最為常用的一種方法，碳熱還原法是最通用的固相法，碳熱還原法采用廉價的三價鐵還原成二價鐵，同時使熱解的碳包覆在磷酸鐵鋰上起到增強(qiáng)導(dǎo)電性的作用，可謂是一舉兩得。
碳熱還原法工藝流程圖
2液相法
液相法的制備最大的特點是加入了溶劑。以水熱法為例，在密封的壓力容器中以水為溶劑，通過原料在高溫高壓的條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，經(jīng)過過濾、洗滌、烘干后得到納米前驅(qū)體，最后經(jīng)高溫煅燒后即可得到磷酸鐵鋰。
液相法工藝流程圖
單從工藝流程來看，固相法工藝簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)，但其物料之間混合不均勻，粒徑分布范圍廣，導(dǎo)致產(chǎn)品一致性差；液相法的優(yōu)點當(dāng)然是混合均勻，產(chǎn)品一致性好，質(zhì)量就相對更好一點，但是反應(yīng)過程條件要求高，生產(chǎn)設(shè)備較復(fù)雜，量產(chǎn)難度較大。
原材料成本比較
由上述工藝生產(chǎn)我們已經(jīng)知道固相法的工藝簡單，而液相法不管是設(shè)備還是工藝都更復(fù)雜，所以相對的其生產(chǎn)成本也要高一些，那么原材料成本誰更高一些？
固相法與液相法的原材料價格對比
由上表我們可以清晰地看出，固相法的原料成本更高一些，主要是因為無水磷酸鐵的價格高，導(dǎo)致固相法原材料價格偏高。
選哪種方法都需要進(jìn)一步優(yōu)化
我們可以看出不管是固相法還是液相法都不是那么完美，有許多需要改進(jìn)的地方，而兩家龍頭企業(yè)選擇不同的方法可能因為：德方納米是專業(yè)做磷酸鐵鋰正極材料的，對產(chǎn)品的一致性、穩(wěn)定性等更看重，而貝特瑞是負(fù)極材料的龍頭企業(yè)，所以在固相法的合成上更有經(jīng)驗。
1德方納米如何優(yōu)化液相法？
液相法的缺點是工藝復(fù)雜，德方納米就對其進(jìn)行了簡化，通過一次燒結(jié)得到磷酸鐵鋰正極材料，同時改進(jìn)了磷酸鐵鋰的碳包覆方法和金屬摻雜方法，還改善了磷酸鐵鋰正極導(dǎo)電性差、容量較低等問題。
德方納米的納米磷酸鐵鋰的性能參數(shù)
2貝特瑞如何優(yōu)化固相法？
貝特瑞改進(jìn)了磷酸鐵鋰固相法的生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率，降低了制備成本，改善了批次不穩(wěn)定的問題。與傳統(tǒng)的全固相制備方法相比，貝特瑞增加了顆粒細(xì)化過程并免去烘干過程，大幅降低了制備時間，其制備出的磷酸鐵鋰正極可逆容量大于156mAh/g，倍率性能優(yōu)異。此外，貝特瑞還改善了磷酸鐵鋰正極的低溫性能差、導(dǎo)電性差、容量低等問題。
貝特瑞磷酸鐵鋰產(chǎn)品的理化指標(biāo)
對于磷酸鐵鋰來說不管是液相法還是固相法，都還有優(yōu)化的空間。材料拼到最后拼的是技術(shù)，磷酸鐵鋰能否一直穩(wěn)坐主流正極材料的寶座還需要企業(yè)加大對其工藝的優(yōu)化升級，將其性能推向更高的水平。
注：
德方納米成立于2007年1月，主要從事納米級鋰離子電池材料制備技術(shù)的開發(fā)，并生產(chǎn)和銷售相關(guān)產(chǎn)品，主要包括納米磷酸鐵鋰、碳納米管導(dǎo)電液等。2019年磷酸鐵鋰全年產(chǎn)量達(dá)到9.28萬噸，較去年同期的7.75萬噸，同比增長19.7%。德方納米出貨量達(dá)到2.5萬噸，位列行業(yè)第一。德方納米目前擁有6.3萬噸磷酸鐵鋰正極材料產(chǎn)能，領(lǐng)先于全行業(yè)。
貝特瑞成立于2000年8月，致力于鋰離子二次電池用正、負(fù)極材料及納米材料應(yīng)用的專業(yè)化生產(chǎn)制造商。貝特瑞現(xiàn)有磷酸鐵鋰產(chǎn)能2萬噸/年，另外貝特瑞常州項目一期現(xiàn)有磷酸鐵鋰設(shè)計產(chǎn)能1.5萬噸/年。2019年貝特瑞磷酸鐵鋰出貨量在1.5萬噸左右。
參考來源：
方正證券.正極材料深度：從生產(chǎn)工藝角度詳解磷酸鐵鋰
中國粉體網(wǎng).鋰電正極材料磷酸鐵鋰的制備方法簡述
中國粉體網(wǎng).寧德時代磷酸鐵鋰正極材料四大供應(yīng)商
公司官網(wǎng)
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）
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