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发表于：2024/09/11 13:24:41 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

磷酸铁锂中金属异物的检测与分析

原创复纳科技飞纳电镜

2024年09月11日 10:06 上海

【金属异物对锂电池安全的危害】

磷酸铁锂正极材料具有热稳定性优异、循环寿命好、电化学稳定、环境友好等优点，成为动力电池领域最理想的正极材料之一。但当磷酸铁锂材料中引入金属杂质时，会对电池的寿命及安全性有严重损害。

常见的金属异物包括：铁，镍，铜，锌，铬等。金属异物在电池化成阶段会先在正极氧化再到负极还原，当负极处的金属单质累积到一定程度会形成枝晶，导致隔膜穿孔，造成电池内部短路，提高电池的自放电率，严重时甚至会引起电池起火、爆炸，影响电池的安全性能。

膜穿孔过程示意图

【金属异物来源以及如何管控】
1.来自于烧结过程中原材料生成的杂质
在磷酸铁锂（LiFePO₄）的合成过程中会伴随生成少量的γ-Fe₂O₃、FeP、Fe₂P 及 Fe₂P₂O₇ 等杂质，单质铁也会在还原性气氛下在 500～700℃ 经 Fe^3＋的还原而生成。这些杂质的存在会降低材料的比容量和能量密度杂质铁在电解液中溶解等副反应会影响电池的使用寿命和安全性能。

2。来自于制造过程中产线和环境中的异物

生产线中金属异物的来源主要有以下两个方面：一是设备和物料直接接触引入（直接引入）；二是空气中的金属飞散物进入材料中引入（间接引入）。下面详细分析一下两种引入方式的区别：

a. 直接引入

正极材料生产线最主要的工序有：混合，焙烧以及粉碎，涉及到的设备主要有混合机，辊道窑以及粉碎机。一般而言，设备上有金属部件直接与物料接触的都有可能造成直接引入风险。其中，和物料有连续的相对运动的部件产生磨损的可能性更大，为红线区域，需要重点防护；和物料无连续的相对运动的部件，也需要采取必要的防护措施。

b. 间接引入

间接引入的来源更加复杂，空气中的飞散物有可能来自设备零部件磨损产生的碎屑，也有可能由外界环境引入，甚至有可能由人员引入，因此管控起来就更加困难。