[发明专利]电池复合材料及其前驱体的制备方法

权利要求书

1.一种电池复合材料的制备方法，至少包括：

(a)提供磷酸、铁粉、碳源以及第一反应物的步骤，其中，该磷酸的化学式为H₃PO₄，该铁粉的化学式为Fe，该碳源为糖类、有机化合物、聚合物或高分子材料，且该第一反应物为含锂的化合物；

(b)使该磷酸与该铁粉进行反应，以生成第一生成物的步骤；

(c)煅烧该第一生成物以生成前驱体的步骤，其中，该前驱体的化学式为Fe₇(PO₄)₆；以及

(d)使该前驱体、碳源与该第一反应物进行反应，再煅烧反应的混合物，以生成该电池复合材料的步骤。

2.如权利要求1所述的电池复合材料的制备方法，其中，该第一生成物为磷酸铁的无定形体，化学式为a-FePO₄·xH₂O，x大于0。

3.如权利要求1所述的电池复合材料的制备方法，其中，该高分子材料为聚乙烯吡咯烷酮，化学式为(C₆H₉NO)n，IUPAC命名为PVP。

4.如权利要求1所述的电池复合材料的制备方法，其中，该第一反应物为碳酸锂，化学式为Li₂CO₃，且该电池复合材料为一纳米金属氧化物共晶体化磷酸铁锂化合物即LFP-NCO。

5.如权利要求1所述的电池复合材料的制备方法，其中，该步骤(b)还包括：

(b1)在一第一温度环境中，通过去离子水溶解第一定量的该磷酸，以形成第一磷酸溶液的步骤；

(b2)在一第二温度环境中，使该第一磷酸溶液与该铁粉进行反应，并在达到该第二温度后，降温至一第三温度并保持一第一时间的步骤；以及

(b3)降温至一第四温度，并加入具有第二定量该磷酸的第二磷酸溶液，并使该第一磷酸溶液、该第二磷酸溶液与该铁粉持续反应一第二时间，以生成该第一生成物的步骤。

6.如权利要求5所述的电池复合材料的制备方法，其中，该第一定量及该第二定量的重量比例为3比1。

7.如权利要求5所述的电池复合材料的制备方法，其中，该第一温度为摄氏40度至50度，该第二温度为摄氏60度以下，该第三温度为摄氏50度以下，以及该第四温度为摄氏30度以下。

8.如权利要求5所述的电池复合材料的制备方法，其中，该第一时间为至少3小时以及该第二时间为至少23小时。

9.如权利要求1所述的电池复合材料的制备方法，其中，该步骤(c)还包括：

(c1)对该第一生成物以一第一转速进行一研磨动作的步骤；

(c2)在该研磨动作进行一第三时间后，加入该碳源，并使该碳源与该第一生成物进行反应，以生成前驱体溶液，并持续进行该研磨动作的步骤；以及

(c3)通过该研磨动作该前驱体溶液中平均粒子直径小于一第一长度时，对该前驱体溶液进行一喷雾干燥动作及一热处理动作，以得到该前驱体的步骤，其中，该第一长度为1微米。

10.如权利要求9所述的电池复合材料的制备方法，其中，该喷雾干燥动作的入口温度为摄氏210度，出口温度为摄氏零下95度，且转盘转速为350赫兹。

11.如权利要求9所述的电池复合材料的制备方法，其中，该热处理动作是在氮气中，依次以摄氏280度及摄氏350度分别进行2小时及1小时的热处理。

12.如权利要求9所述的电池复合材料的制备方法，其中，该第一转速为每分钟450转至650转。

13.如权利要求9所述的电池复合材料的制备方法，其中，该第三时间为至少5分钟。

14.如权利要求1所述的电池复合材料的制备方法，其中，该步骤(d)还包括：

(d1)混合该前驱体与该第一反应物的步骤；

(d2)加入分散剂并进行一喷雾造粒动作的步骤；

(d3)进行一高温煅烧动作的步骤；以及

(d4)生成该电池复合材料的步骤。