[发明专利]工业化生产磷酸铁锂正极材料的方法

权利要求书

1.一种工业化生产磷酸铁锂正极材料的方法，其特征是：主要包括以下步骤：

第一步，磷酸铁锂前驱体的合成

将锂源、铁源和碳源按反应比例称量后转入混料设备，持续混料1-5h，混料结束后利用气体粉碎机对混合物料进行粒度控制；物料粒度经细化后再通过压实机进行压实，最后转入烧结炉，在对烧结炉通入惰性保护气体0.5-2h后，设置前段温度300-400℃进行烧结，烧结结束后自然冷却至室温；

第二步，二次引入碳源

将冷却后的前驱体物料按比例称取有机碳源，重新混合，混合均匀后再次加入至高温烧结炉；

第三步，磷酸铁锂材料的合成

对再次加入的混合物料通惰性气体保护，然后设置温度为600-800℃，时间为2-10h进行焙烧，冷却后获得碳包覆磷酸铁锂正极材料。

2.根据权利要求1所述的工业化生产磷酸铁锂正极材料的方法，其特征是：第一步：LiFePO₄前驱体的合成

首先按Li：Fe摩尔比为（0.95～1.02）：1称取FePO₄和Li₂CO₃，再称取1～1.5倍理论需求量的葡萄糖，并在混料设备作用下将物料混合均匀，然后利用气体粉碎机对物料进行粒度控制，并将细化后物料进行压片处理，最后将片状混合料装入烧结炉，利用烧结炉在N₂保护作用下300℃～400℃烧结2-3小时；

第二步：二次烧结

在前驱烧结料样自然冷却后，称取物料质量，按比例二次引入有机碳源，在混料设备的作用下，混料1-3h，待混料结束后重新转至烧结炉，在N₂保护下于600℃～800℃烧结4-5小时；

第三步：烧结炉冷却至室温后，利用325目筛对该成品筛选，筛选结束后即得LiFePO₄正极材料。

3.根据权利要求2所述的工业化生产磷酸铁锂正极材料的方法，其特征是：将锂源、铁源和碳源按1.02：1：1的反应比例称量后转入V型混料机，持续混料1h，混料结束后利用气体粉碎机对混合物料进行粒度控制；物料粒度经细化后再通过压实机进行压实，最后转入烧结炉，在对烧结炉通入惰性保护气体0.5h后，设置前段温度300-400℃进行烧结，烧结结束后自然冷却至室温；将冷却后的前驱体物料按1:0.2的摩尔比称取有机碳源，重新混合均匀，然后再次加入至高温烧结炉；对再次加入的混合物料通惰性气体保护，然后设置温度为800℃，时间为4h进行焙烧，冷却后获得碳包覆磷酸铁锂正极材料。

4.根据权利要求3所述的工业化生产磷酸铁锂正极材料的方法，其特征是：首先按Li：Fe摩尔比为1：1称取FePO₄和Li₂CO₃，再称取1.5倍理论需求量的葡萄糖，并在混料设备作用下将物料混合均匀，然后利用气体粉碎机对物料进行粒度控制，并将细化后物料进行压片处理，最后将片状混合料装入烧结炉，利用烧结炉在N₂保护作用下300℃～400℃烧结2小时；在前驱烧结料样自然冷却后，称取物料质量，按1:0.2的比例二次引入有机碳源，在混料机的作用下，混料3h，待混料结束后重新转至烧结炉，在N₂保护下于800℃烧结5小时烧结冷却至室温后，利用325目筛对该成品筛选，筛选结束后即得LiFePO₄正极材料。

5.根据权利要求4所述的工业化生产磷酸铁锂正极材料的方法，其特征是：所用混料设备为V型混料机、螺旋混料机或三维混料机。

6.根据权利要求5所述的工业化生产磷酸铁锂正极材料的方法，其特征在于：所采用的保护气体为高纯氮气或氩气。

7.根据权利要求6所述的工业化生产磷酸铁锂正极材料的方法，其特征在于：所采用的有机碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉和柠檬酸中的一种或它们的混合物。

8.根据权利要求5所述的工业化生产磷酸铁锂正极材料的方法，其特征在于：所采用的铁源材料为氧化铁、磷酸铁中的一种或它们的混合物，所采用的锂源材料为氢氧化锂、碳酸锂中的一种或它们的混合物，所采用的分散剂为蒸馏水、无水乙醇和丙酮中的一种或它们的混合物。