磷酸铁锂选矿制备工艺

      锂电池主流正极材料品类丰富，涵盖磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、多元复合三元材料等多种体系。在各类材料之中，磷酸铁锂体系电池凭借超长循环寿命、优异的充放电稳定性能、高安全阈值以及低污染环保属性，市场应用规模持续扩张，逐步完成对三元系电池的替代升级。

      无论采用何种制备技术，磷酸铁锂的制备原料大致可分为四个部分：铁源、磷源、锂源和碳源。

铁源

      磷酸铁法、氧化铁法、草酸亚铁法和水热法是当前主要的几种磷酸铁锂制备工艺路线。从制备工艺来分析，当前铁源的主要形式有磷酸铁、草酸亚铁、醋酸亚铁、乙二酸亚铁、氧化铁红、硫酸亚铁等。

磷源和锂源

     磷酸铁锂正极材料的合成成本中，锂源占据了较大的比例，目前工业化及小型实验使用的锂源多为碳酸锂，磷酸铁工艺作为当下的主流工艺一直备受瞩目，磷酸铁同时作为磷源和铁源在一定程度上控制了磷铁比，由于对磷酸铁各项性能指标的要求严格，其制备成本较高，其中磷源占比超过50%。

     磷酸铁工艺路线和草酸亚铁工艺路线大多使用碳酸锂作为锂源，磷酸二氢铵常作为草酸亚铁工艺路线的磷源，以硫酸亚铁为代表性铁源的水热法工艺路线中，氢氧化锂为锂源。

碳源

     碳源一方面可以用于碳包覆改性以优化磷酸铁锂倍率性能，一方面利用碳的还原性，促进三价铁向二价铁的转化。根据碳源的化学性质，可将其划分为有机碳源与无机碳源两大类别，有机碳源包括葡萄糖、蔗糖、纤维素、淀粉、芘（C16H10）、酚醛树脂等，无机碳源包括乙炔黑、炭黑等。

磷酸铁锂的制备技术

      磷酸铁锂由于其突出优势一直是新能源领域的研究热点，常见的制备工艺路线包含了多种制备技术，包括高温固相法、微波加热法、碳热还原法、水热法、溶胶凝胶法、沉淀法等。

高温固相法

     高温固相法作为合成磷酸铁锂的一种早期且广泛应用的方法，在工业生产中占据了重要地位。主要流程是将锂源、磷源、铁源以一定比例在磨机中充分混匀磨细，压片后在高纯惰性气体气氛进行300~400℃下的一次焙烧，经研磨后再进行600~800℃下的二次焙烧，出炉即得最终磷酸铁锂产品。

微波加热法

      微波处理是一种依靠吸收电磁能量来实现自发热的机制。由于样品能够直接吸收微波能量，从而可在极短的时间内实现均匀且迅速的升温，其所需温度通常低于传统炉加热所要求的温度。微波加热技术直接对目标分子施加影响，通过电磁场产生的能量触发原料的极化现象，进而引发摩擦，使得原料内部温度迅速上升，从而加速反应的均匀和快速进行。

碳热还原法

     碳热还原法是对高温固相制备技术的进一步改进，以三价铁（Fe2O3、FePO4等）作为铁源，在惰性气氛中通过碳源将Fe3+还原为Fe2+，并进行原位碳包覆，具有原料廉价、来源丰富、化学稳1定性好的特点。

水热合成法

      水热合成法是在高温高压下用水溶解常温常压下难溶或不溶的物质，在反应釜中受温度驱动析出晶体的方法。通过精准调控反应条件，可以制备出形貌尺寸良好、具有择优取向的磷酸铁锂材料。

溶胶凝胶法

      溶胶凝胶法是一种将粉末状原料溶解、缩聚以及水解，进而生成凝胶状物质的制备技术。通过此方法所获得的前驱体通常具有较高的黏度，这使得原料能够在分子乃至离子层面实现充分接触，该方法能够在微观层面进行精确调控，且能耗相对较低。

沉淀法

      沉淀法是将各种原料均匀混合在溶液中，利用溶解度差异将产物以沉淀的形式析出后，经过洗涤干燥后焙烧（700~800℃）制备得到磷酸铁锂产物，可以通过调节反应条件（pH值、温度、搅拌速度等）来控制产品的形貌、粒径等各项性能指标。

     沉淀法能够很好地控制产品颗粒尺寸，使制备得到的磷酸铁锂复合材料呈结晶完好、均匀形貌、单相状态，但是必须要使离子同时沉淀下来且实现三价铁向二价铁的全部转化，然而控制两种及以上离子同时沉淀存在一定的技术难度。