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磷酸铁锂研磨后固液分离介绍

文章出处:责任编辑:人气:-发表时间:2019-01-05 14:05【

磷酸铁锂为是锂电池的正极材料, 目前我国多数是人工合成的制备方法。用湿法和成的制备方法中,合成后的磷酸铁里过滤分离是比较重要的一步。 磷酸铁锂过滤分离的好坏不单单只是决定了磷酸铁锂的纯度(电化学性能)而最终影响电池的效率和寿命, 而且他也直接影响了生产力磷酸铁锂的成本的高低。 今天我们就来说说磷酸铁锂制备过程中的过滤分离的工艺要点以及注意事项。

 

 

作为市面上锂离子电池原材料的主力军,相比其他的锂材的电池正极原材料,磷酸铁锂不单单造价亲民,工艺相对简单,寿命和安全性都有保障,而且回收的技术和成本上都比较有优势。 这也是我们国家电力车普遍采用磷酸铁锂为正极材料的原因之一。但是磷酸铁锂作为电池正极也有他的局限性:电压平台和电容量。 磷酸铁锂锂电池电压平台一般在3.23.6V之间,相比起现在比较热门的三元锂电池 4.5V要低很多。而电容量虽然没有电压那么大的差别,却也稍微低一点,一般在120-130mAH/g左右,相比之下三元里电池的电容则在140-150mAH/g之间。

 

 

目前磷酸铁锂的来源主要分为2个部分,一个是天然的磷铁矿锂矿石,但是其中磷酸铁锂的含量不高,并且由于杂质的影响其电化学性能也一般。另外一种来源就是人工合成的磷酸铁锂材料。人工合成的方法根据反应介质可以分为固相合成和液相合成两种。固相法因所需的高温和需要在高纯度惰性气体的反应环境,导致和成成本过高。目前有的固相发有高温固相合成法、碳热还原法、机械化学法、微波烧结法。而液相法虽然也需要高温(煅烧),但其温度和时长都要低很多,所以成本要较固相法低很多。液相法比较盛行的一般有:水热合成法、溶胶-凝胶法以及共沉淀法等。

 

 

在湿法和成过程中, 无论是收集磷酸铁锂产物,亦或是水洗因反应而附着在磷酸铁锂表面的其他导电粒子, 亦或是将磷酸铁锂反应混合液除杂都需要将磷酸铁锂的原浆进行过滤分离。根据工艺的不同选择,磷酸铁锂的最终产物的粒径都是比较细小的,一般在10微米到亚微米级0.01维米(100纳米)甚至更细。虽然理论上是磷酸铁锂颗粒越小,性能就越高,但是这给磷酸铁里过滤分离带来了一定的难度。另外,液相法所制备的磷酸铁锂分离一般粒径跨度比较小,粒径比较均匀,这一点是比较适合将磷酸铁锂采用离心过滤的方式收集或者洗涤的。

 

 

传统的湿法工艺里,收集或者洗涤磷酸铁锂的方法一般采用的是板式压滤的方式。这种方法的有点在于使用压力过滤的方式,可将物体含水率将至35-40%左右,在洗涤的工艺中降低了后续洗涤的用水或溶剂的计量。但板式压滤的缺点同样明显,它的效率比较低,设备清洗用水量大,而且滤饼层的含水率不一。 滤饼层含水率不一,就容易造成后段磷酸铁锂洗涤工艺中需要注意混合的效果以及效率。还有,利用板式压滤增加了耗材成本(滤布),对于量比较大的厂家是一笔不小的开支。而且当磷酸铁锂的颗粒直径小于1微米时,过滤的滤布将会要用到上万目的过滤滤袋,这也会严重影响过滤的效率。

 

 

用离心的方式处理磷酸铁锂一般分为两种,沉降离心分离和过滤离心分离。

 

 

如果磷酸铁锂的颗粒直径是亚微米级的话,采用沉降离心分离的方式将磷酸铁里过滤分离不经有效的提高了产量(因为离心过滤式连续式的,相比之下板式压滤是间歇性的),而且离心分离法可以将收集的磷酸铁锂产物的含水率做到非常均匀,所以对后段洗涤的工艺是一个比较大的优势。而且采用离心分离的方法而不是过滤的方式没有过滤的耗材,所以这一块也是一个优势。

 

 

采用离心分离的方法,是将含有磷酸铁锂粉末的原浆,经管道输送至离心机,通过高速旋转的转鼓,在高离心力的作用下,将不同密度的固体和液体分开,实现磷酸铁锂粉末和母液的液体固液分离的效果。不过用离心分离的方式来处理磷酸铁里过滤分离也是有一定的局限性的, 他最大的局限性就是,因为离心分离是不采用任何压力的形式,所以在得到磷酸铁锂的成品的含水率上会比板式压滤较低,一般在45-60%之间。

 

如果是相对比较大的磷酸铁锂颗粒(微米级的),那么也可以采用过滤离心分离,原理上也是借助于滤网将磷酸铁锂的粉末截留,达到固液分离的效果。一般这样的磷酸铁锂产量不高,用过滤离心的方式比较适合。 因为相比板式压滤,过滤离心的方式无论是在能耗,占地面积上都有比较明显的优势,而固体粉末的含水率也可以做到非常接近。

 

 

广州富一在处理磷酸铁锂方面经验比较丰富,与国内多家较大的磷酸铁锂电池行业的企业(郑州BK,贵州KLWX股份等)联合开发,对于各种工艺的磷酸铁锂的制备,收集,洗涤工艺都是比较熟悉的。以上观点是结合我们对于磷酸铁锂行业的一点点总结,希望能帮到各位。

 

此文关键字:分离机 离心机 油水分离机

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