連續流工藝合成三元鋰前驅體，連續流工藝合成磷酸鐵鋰前驅體方法

儲能鋰電池作為一種高效、環保、可再生的能源儲存方式，具有能量密度高、自放電率低、循環壽命長等優點。近年來，隨著新能源汽車、智能電網等領域的快速發展，儲能鋰電池的應用范圍越來越廣泛。在新能源汽車領域，儲能鋰電池作為動力源，為電動汽車提供了持久、穩定的能量支持;在智能電網領域，儲能鋰電池則作為調峰、調頻、穩定電網的重要工具，為電力系統的安全穩定運行提供了有力保障。

目前磷酸鐵鋰和三元鋰廣泛用作混合動力汽車和電動汽車鋰離子電池中，而近期，科芯微流已成功使用旋切管式連續流反應器成功合成三元鋰電池正極材料前驅體和磷酸鐵鋰電池正極材料前驅體。

1. 連續流合成三元鋰電池正極材料前驅體方法

(1) 反應設備：動態旋切管式連續流反應器

(2) 反應過程：使用硫酸錳、硫酸鈷、硫酸鎳混合溶液配置為一定SO42-濃度的溶液A，控制溶液中Mn2+、Ni2+、Co2+的比例;A與一定濃度的氨水溶液和氫氧化鈉溶液3股物料分別通過計量泵，控制流速比，流入動態管式反應器，在設置好的條件參數中反應幾分鐘，從反應器的出口中流出，反應液pH穩定在12-13左右，經過過濾、干燥，得到所需的三元鋰前驅體。

(3) 工藝流程圖：

(4) 反應實物圖：

2. 連續流合成磷酸鐵鋰電池正極材料前驅體方法

(1) 反應設備：動態旋切管式連續流反應器

(2) 反應方程式:

2FeSO4+2NH4H2PO4+2NH3·H2O+H2O2=2FePO4·2H2O↓+2(NH4)2SO4

(3) 反應過程：將配置好濃度的硫酸亞鐵溶液、磷酸一銨溶液、氨水溶液和過氧化氫溶液4股物料分別通過計量泵，控制流速比，流入動態管式反應器，在設置好的條件參數下發生氧化反應并沉淀，反應液從反應器的出口中流出，混合液pH穩定在2左右，經過濾、干燥，得到磷酸鐵固體。

(4) 工藝流程圖：

(5) 反應樣品圖：

3. 實驗結論

(1) 傳統釜式工藝，原料混合極易不均勻，受到反應釜限制，傳質傳熱效率低，并且不同批次的產品質量有差異，而連續流工藝所得產品更加穩定，產品之間差異化小，滿足工廠對產品穩定性的需求;

(2) 采用動態管式反應器合成這兩種材料，從預混、進料、混合以及反應過程全程為連續流反應，避免了常規間歇反應中需要額外配置裝置和轉移中出現泄露，廢液處理更加集中，生產效率高，工藝成本低;

(3) 由于原料在動態管中混合極佳，溫度精確控制，反應過程中，氨水等原料的用量可以顯著減少，大大降低了生產成本和材料利用率;

(4) 選用動態管式反應器邊進料邊出料，能夠很好的降低物料析出引起堵住管路的風險，從而保證產業化連續生產的可靠性。