儲能鋰電池作為一種高效、環(huán)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(huán)壽命長等優(yōu)點。近年來，隨著新能源汽車、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域的快速發(fā)展，儲能鋰電池的應(yīng)用范圍越來越廣泛。在新能源汽車領(lǐng)域，儲能鋰電池作為動力源，為電動汽車提供了持久、穩(wěn)定的能量支持;在智能電網(wǎng)領(lǐng)域，儲能鋰電池則作為調(diào)峰、調(diào)頻、穩(wěn)定電網(wǎng)的重要工具，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)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(xù)流反應(yīng)器成功合成三元鋰電池正極材料前驅(qū)體和磷酸鐵鋰電池正極材料前驅(qū)體。

1. 連續(xù)流合成三元鋰電池正極材料前驅(qū)體方法

(1) 反應(yīng)設(shè)備：動態(tài)旋切管式連續(xù)流反應(yīng)器

(2) 反應(yīng)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(tài)管式反應(yīng)器，在設(shè)置好的條件參數(shù)中反應(yīng)幾分鐘，從反應(yīng)器的出口中流出，反應(yīng)液pH穩(wěn)定在12-13左右，經(jīng)過過濾、干燥，得到所需的三元鋰前驅(qū)體。

(3) 工藝流程圖：

(4) 反應(yīng)實物圖：

2. 連續(xù)流合成磷酸鐵鋰電池正極材料前驅(qū)體方法

(1) 反應(yīng)設(shè)備：動態(tài)旋切管式連續(xù)流反應(yīng)器

(2) 反應(yīng)方程式:

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

(3) 反應(yīng)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(tài)管式反應(yīng)器，在設(shè)置好的條件參數(shù)下發(fā)生氧化反應(yīng)并沉淀，反應(yīng)液從反應(yīng)器的出口中流出，混合液pH穩(wěn)定在2左右，經(jīng)過濾、干燥，得到磷酸鐵固體。

(4) 工藝流程圖：

(5) 反應(yīng)樣品圖：

3. 實驗結(jié)論

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

(2) 采用動態(tài)管式反應(yīng)器合成這兩種材料，從預(yù)混、進(jìn)料、混合以及反應(yīng)過程全程為連續(xù)流反應(yīng)，避免了常規(guī)間歇反應(yīng)中需要額外配置裝置和轉(zhuǎn)移中出現(xiàn)泄露，廢液處理更加集中，生產(chǎn)效率高，工藝成本低;

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

(4) 選用動態(tài)管式反應(yīng)器邊進(jìn)料邊出料，能夠很好的降低物料析出引起堵住管路的風(fēng)險，從而保證產(chǎn)業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的可靠性。