鋰離子電池是目前綜合性能^好的二次蓄電池，由于比能量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電小、無(wú)記憶效應(yīng)及安全性好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、軍用設(shè)備、調(diào)峰儲(chǔ)能以及分散式儲(chǔ)能等多個(gè)領(lǐng)域。

       橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰(LiFePO4)是鋰離子電池正極材料的^。但相對(duì)于其它鋰離子電池正極材料，自身結(jié)構(gòu)及其充放電過(guò)程的特點(diǎn)極大的限制其電化學(xué)性能。目前，提高低溫導(dǎo)電性主要采用降低顆粒尺寸、碳包覆和離子摻雜來(lái)實(shí)現(xiàn)，而提高振實(shí)密度主要通過(guò)形貌控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，即得到球形顆粒。噴霧干燥作為制備球形微粉的方法已在食品、醫(yī)藥、電子和材料等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，它既有濕化學(xué)法能保證組分的均勻性，也能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)性。但以溶液或溶膠為前驅(qū)體進(jìn)行噴霧干燥所得的粉體，易形成空心球體。

磷酸鐵鋰專用噴霧干燥機(jī)  工藝流程圖

磷酸鐵鋰專用噴霧干燥機(jī)  工藝參數(shù)
      為了使磷酸鐵鋰專用噴霧干燥機(jī)適宜于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，必須通過(guò)試驗(yàn)掌握準(zhǔn)確的工藝參數(shù)，常州百得將球磨后的溶液進(jìn)行噴霧干燥，研究溶液、噴霧干燥機(jī)對(duì)制備球形磷酸鐵鋰的^佳工藝條件：
  (1) 噴嘴內(nèi)徑對(duì)噴霧干燥的影響，噴嘴內(nèi)徑分別選取Φ=1mm、Φ=0.75mm、Φ=0.5mm；
  (2) 固含量對(duì)噴霧干燥的影響，固含量分別選取5%、15%、20%、25%；
  (3) 進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)噴霧干燥的影響，進(jìn)風(fēng)溫度分別選取110℃、140℃、160℃、200℃；
  (4) 禱動(dòng)栗轉(zhuǎn)速對(duì)噴霧干燥的影響，螺動(dòng)粟轉(zhuǎn)速分別為450mL/h、600mL/h、750mL/h、900mL/h。

磷酸鐵鋰專用噴霧干燥機(jī)  噴嘴內(nèi)徑對(duì)前驅(qū)體粉末形貌的影響
      球磨后其固含量為20，進(jìn)風(fēng)溫度為200℃。由于噴嘴內(nèi)徑不同，所得到產(chǎn)品的顆粒球形度、大小均有差異，噴嘴內(nèi)徑越小，顆粒大小越均勻，顆粒球形度相對(duì)越好。這是由于噴嘴內(nèi)徑的平方與霧滴大小呈比例噴嘴內(nèi)徑越大，霧滴越大，導(dǎo)致顆粒粒徑越大。同時(shí)噴霧時(shí)造成的霧化角越大，霧化不良，易造成霧滴干燥太快，使得顆粒表面濕度低于顆粒內(nèi)部濕度，易出現(xiàn)“空洞”現(xiàn)象。因而^佳噴嘴內(nèi)徑為Φ=0.5mm。

磷酸鐵鋰專用噴霧干燥機(jī)  溶液固含量對(duì)前驅(qū)體粉末形貌的影響
      根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，固含量的差異對(duì)制得樣品的粉體顆粒的球形度有很大影響。固含量為5%時(shí)，球形顆粒的形度^好。固含量大于20%時(shí)，球形顆粒的形度明顯變差，顆粒出現(xiàn)許多“坑洼”。固含量越低，越有利于合成顆粒均勻的材料。這是因?yàn)榱弦簼舛仍礁撸湔扯纫苍礁?，使得噴霧干燥時(shí)顆粒成核變大，干燥過(guò)程中形成的顆粒粒徑就變大，噴霧干燥后所得樣品球形度下降，同時(shí)，高濃度的料液還容易導(dǎo)致顆粒“團(tuán)聚”現(xiàn)象的發(fā)生。

磷酸鐵鋰專用噴霧干燥機(jī)  進(jìn)風(fēng)溫度對(duì)前驅(qū)體粉末形貌的影響
      進(jìn)風(fēng)溫度在160℃時(shí)，顆粒球形度^好，基本沒有“空洞”。當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)，顆粒球形度均不好，同時(shí)也有很多破損碎片。進(jìn)風(fēng)溫度為200℃時(shí)，樣品球形度非常差，隨著溫度降低，顆粒的球形度均勻，樣品規(guī)整；當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度降低到110℃時(shí)顆粒碎片較多且有部分團(tuán)聚現(xiàn)象，由此可見進(jìn)風(fēng)溫度偏高或偏低都會(huì)導(dǎo)致顆粒球形度差。
      這是由于隨著進(jìn)風(fēng)溫度的升高，溶液霧滴中水分蒸發(fā)迅速，蒸發(fā)速度增大，霧滴表面的水分很快的變成水蒸氣，需要顆粒內(nèi)部的水分向顆粒表面移動(dòng)，以保持顆粒表面的飽和蒸汽壓平衡。這樣致使顆粒達(dá)到飽和的時(shí)間縮短，形成球形顆粒的時(shí)間減短，顆粒在干燥室內(nèi)停留的時(shí)間相對(duì)增加，隨著停留時(shí)間的延長(zhǎng)，此時(shí)顆粒表面與顆粒內(nèi)部水分進(jìn)一步蒸發(fā)，導(dǎo)致顆粒均勻性和顆粒球形度降低；然而過(guò)低的進(jìn)口溫度會(huì)導(dǎo)致干燥不完全，顆粒之間粘連在一起，影響顆粒的均勻性。因而^佳進(jìn)風(fēng)溫度為160℃。

磷酸鐵鋰專用噴霧干燥機(jī)  蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速對(duì)前驅(qū)體粉末形貌的影響
      從試驗(yàn)結(jié)果明顯看出蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速不同時(shí)，所得到產(chǎn)品的顆粒球形度有差異，轉(zhuǎn)速為時(shí)450mL/h，顆粒的球形度很差，升高動(dòng)菜轉(zhuǎn)速為750mL/h時(shí)，樣品的球形度^佳，繼續(xù)升高轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速升高到900mL/h時(shí)，顆粒的球形度又變差，由此可見蠕動(dòng)粟轉(zhuǎn)速偏高或偏低都會(huì)影響顆粒球形度。

      這是由于隨著蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速的增大，單位時(shí)間內(nèi)需要干燥的顆粒增多，形成球形顆粒的時(shí)間增長(zhǎng)，顆粒在干燥室內(nèi)停留的時(shí)間相對(duì)減少，易出現(xiàn)干燥不完全的現(xiàn)象；然而過(guò)低的蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速會(huì)導(dǎo)致干燥時(shí)間增長(zhǎng)，顆粒中的水分進(jìn)一步蒸發(fā)，易出現(xiàn)“空洞”，因而^佳蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速為750mL/h。