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、自放電小、無記憶效應及安全性好等特點，廣泛應用于便攜式電子設備、電動汽車、電動自行車、軍用設備、調(diào)峰儲能以及分散式儲能等多個領域。

       橄欖石結(jié)構的磷酸鐵鋰(LiFePO4)是鋰離子電池正極材料的^。但相對于其它鋰離子電池正極材料，自身結(jié)構及其充放電過程的特點極大的限制其電化學性能。目前，提高低溫導電性主要采用降低顆粒尺寸、碳包覆和離子摻雜來實現(xiàn)，而提高振實密度主要通過形貌控制來實現(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、電子和材料等領域得到廣泛應用，它既有濕化學法能保證組分的均勻性，也能實現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)性。但以溶液或溶膠為前驅(qū)體進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  工藝流程圖

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

磷酸鐵鋰專用噴霧干燥機  噴嘴內(nèi)徑對前驅(qū)體粉末形貌的影響
      球磨后其固含量為20，進風溫度為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，導致顆粒粒徑越大。同時噴霧時造成的霧化角越大，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  溶液固含量對前驅(qū)體粉末形貌的影響
      根據(jù)試驗結(jié)果，固含量的差異對制得樣品的粉體顆粒的球形度有很大影響。固含量為5%時，球形顆粒的形度^好。固含量大于20%時，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。這是因為料液濃度越高，其粘度也越高，使得噴霧干燥時顆粒成核變大，干燥過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，高濃度的料液還容易導致顆粒“團聚”現(xiàn)象的發(fā)生。

磷酸鐵鋰專用噴霧干燥機  進風溫度對前驅(qū)體粉末形貌的影響
      進風溫度在160℃時，顆粒球形度^好，基本沒有“空洞”。當進風溫度過高或過低時，顆粒球形度均不好，同時也有很多破損碎片。進風溫度為200℃時，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；當進風溫度降低到110℃時顆粒碎片較多且有部分團聚現(xiàn)象，由此可見進風溫度偏高或偏低都會導致顆粒球形度差。
      這是由于隨著進風溫度的升高，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，以保持顆粒表面的飽和蒸汽壓平衡。這樣致使顆粒達到飽和的時間縮短，形成球形顆粒的時間減短，顆粒在干燥室內(nèi)停留的時間相對增加，隨著停留時間的延長，此時顆粒表面與顆粒內(nèi)部水分進一步蒸發(fā)，導致顆粒均勻性和顆粒球形度降低；然而過低的進口溫度會導致干燥不完全，顆粒之間粘連在一起，影響顆粒的均勻性。因而^佳進風溫度為160℃。

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

      這是由于隨著蠕動泵轉(zhuǎn)速的增大，單位時間內(nèi)需要干燥的顆粒增多，形成球形顆粒的時間增長，顆粒在干燥室內(nèi)停留的時間相對減少，易出現(xiàn)干燥不完全的現(xiàn)象；然而過低的蠕動泵轉(zhuǎn)速會導致干燥時間增長，顆粒中的水分進一步蒸發(fā)，易出現(xiàn)“空洞”，因而^佳蠕動泵轉(zhuǎn)速為750mL/h。