חומרי קתודה של LFP

 

חומרי קתודה של LFP

 

נכון לעכשיו, ישנן שיטות רבות להכנת פוספט ליתיום ברזל (חומרי קתודה LFP), כגון שיטת תגובה מוצקה בטמפרטורה גבוהה, שיטת הפחתת פחמימות, כמו גם שיטה הידרותרמית שטרם הוגדלה, שיטת פירוליזה בתרסיס, שיטת סול-ג'ל, שיטת משקעים משותפת וכן הלאה.

 

1. שיטת תגובה מוצקה בטמפרטורה גבוהה

 

שיטת תגובה מוצקה בטמפרטורה גבוהה היא השיטה הבוגרת והנפוצה ביותר להכנת חומרי קתודה LFP. מקור הברזל, מקור ליתיום, מקור זרחן לפי היחס הסטוכיומטרי של ערבוב וייבוש הומוגניים, באווירה אינרטית, הראשון בטמפרטורה נמוכה יותר (300~350 מעלות) תחת סינטר של 5~10 שעות, כך שחומר הגלם פירוק ראשוני, ולאחר מכן בטמפרטורה גבוהה (600 ~ 800 מעלות) תחת סינטר של 10 ~ 20 שעות כדי לקבל פוספט ליתיום ברזל מסוג אוליבין.

שיטת שלב מוצק בטמפרטורה גבוהה לסינתזה של ליתיום ברזל פוספט היא פשוטה, תנאי ההכנה קלים לשליטה, החיסרון הוא שגודל הגביש גדול, גודל החלקיקים אינו קל לשליטה, הפיזור אינו אחיד, המורפולוגיה אינה סדירה, מאפייני הכפל של המוצר גרועים.

 

2. שיטת הפחתת פחמן תרמית

 

שיטת הפחתת פחמן תרמית היא הוספת מקור פחמן (עמילן, סוכרוז וכו') לתערובת חומרי הגלם כחומר מפחית, בדרך כלל בשימוש יחד עם שיטת פאזה מוצקה בטמפרטורה גבוהה, ניתן להפחית מקור פחמן בחידוד בטמפרטורה גבוהה ל- Fe{{ 0}} ל-Fe2+, הימנעות מתהליך התגובה של Fe2+ ל-Fe3+, כך שתהליך הסינתזה סביר יותר, אך זמן התגובה ארוך יחסית, השליטה של התנאים מחמירים יותר.

 

3. תרסיס פירוליזה

פירוליזה בתרסיס היא אמצעי יעיל להשגת אבקת ליתיום ברזל פוספט בעלת גודל חלקיקים אחיד וצורה קבועה. המבשר מרוסס עם הגז המוביל לתוך הכור ב-450 ~ 650 מעלות, והפוספט הליתיום ברזל מתקבל לאחר תגובה בטמפרטורה גבוהה. למבשר שהוכן בשיטת פירוליזה בהתזה יש דרגת כדוריות גבוהה של טיפות וחלוקת גודל חלקיקים אחידה, ולאחר תגובה בטמפרטורה גבוהה יקבל את פוספט ליתיום ברזל כדורי. הצורה הכדורית של ליתיום ברזל פוספט תורמת להגדלת שטח הפנים הספציפי של החומר ולשיפור האנרגיה הספציפית הנפחית של החומר.

 

4. שיטה הידרותרמית

השיטה ההידרותרמית שייכת לשיטת סינתזת הפאזה הנוזלית, מתייחסת למיכל הלחץ האטום עם מים כממס, דרך חומרי הגלם בתנאי טמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה לתגובה הכימית, לאחר סינון, כביסה וייבוש כדי לקבל את הננו- מבשר, ולבסוף לאחר calcination בטמפרטורה גבוהה ניתן להשיג לאחר ליתיום ברזל פוספט. להכנה הידרותרמית של פוספט ליתיום ברזל יש את היתרונות של קל לשלוט בצורת הגביש ובגודל החלקיקים, הומוגניות שלב פיזי, גודל חלקיקי אבקה קטנה, פשטות התהליך וכו', אך דורש ציוד בטמפרטורה גבוהה ולחץ גבוה, עלות גבוהה, התהליך יחסית מורכב.

 

בנוסף לשיטות הנ"ל, קיימות שיטת משקעים משותפת, שיטת סול-ג'ל, שיטת חימצון-הפחתת, שיטת ייבוש אמולסיפיקציה, שיטת סינטר במיקרוגל ושיטות נוספות.

 

דגם: TOB-LFP-01

פריט		יחידה	תוצאות מבחן
מראה חיצוני		N.A	אין צבירה
צפיפות ברז		G/cm3	1.132
הִתנַגְדוּת		Ω.ס"מ	114.9
גודל חלקיק	D10	אממ	0.549
	D50	אממ	1.508
	D90	אממ	6.010
פַּחמָן		%	1.29
שטח פנים ספציפי		M2/g	12.21
PH		N.A	8.92
לַחוּת		PPM	1043.0
יעילות פריקה ראשונה		%	97.5
קיבולת ראשונה		mAh/g	155.5

 

דגם: TOB-LFP-02

פריט		יחידה	עוֹמֵד	שיטת בדיקה
מראה חיצוני		N.A	אבקה שחורה אפורה ללא צבירה	חָזוּתִי
צפיפות ברז		G/cm3	1.0±0.2	בודק צפיפות ברז Quantachrome
גודל חלקיק	D10	אממ	＜1.5	MASTERSIZER 2000 אינדקס שבירה: 1.84% כושר ספיגה:0.1%
	D50	אממ	4±2.0
	D90	אממ	<10
שטח פנים ספציפי		M2/g	13.0±2.0	בדיקת SSA
לַחוּת		Ppm	<1500	מנתח לחות קרל-פישר
יעילות פריקה ראשונה (0.1C)		%	גדול או שווה ל-90	סוללה אנלוגית
קיבולת ראשונה (0.1C)		mAh/g	גדול או שווה ל-150

 

דגם: TOB-LFP-03

שֵׁם		LiFePO4		TOB-LFP-03
פריט		יחידה	עוֹמֵד	שיטת בדיקה
מראה חיצוני		N.A	אבקה שחורה אפורה ללא צבירה	חָזוּתִי
צפיפות ברז		G/cm3	0.8±0.2	בודק צפיפות ברז Quantachrome
התנגדות		Ω.ס"מ	פחות או שווה ל-100	בודק מוליכות מיצובישי
גודל חלקיק	D10	אממ	גדול או שווה ל-0.25	MASTERSIZER 2000 אינדקס שבירה 1.692% ספיגה:1.0%
	D50	אממ	1.3±0.5
	D90	אממ	<10
פַּחמָן		%	1.45±0.2	אינפרא אדום בתדר גבוה קביעת פחמן גופרית
SSA		M2/g	12±2.0	שטח פנים ספציפי לספיחה דינמית מסוג DX
PH		N.A	9.5±1.0	בודק PH
לַחוּת		Ppm	<1000	מנתח לחות קרל-פישר
יעילות פריקת אגרוף (0.1C)		%	גדול או שווה ל-95	סוללה אנלוגית
קיבולת אגרוף (0.1C)		mAh/g	גדול או שווה ל-154

 

 

 

תגיות פופולריות: חומרים קתודה lfp, ספקים, יצרנים, מפעל, מחיר