[发明专利]一种磷酸亚铁锂复合正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种磷酸亚铁锂复合正极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、原料预烧：将铁源在惰性气氛保护下预烧，预烧温度为500-1000℃，预烧时间为6-24小时，然后在液氮中冷冻0.5-1小时，使晶粒长大致密且提高电化学活性；

S2、干法预混：将磷源、锂源和步骤S1得到的铁源在卧式球磨机中干法混合4-12小时，每隔1小时改变球磨滚动方向，滚动速率为60-120转/分钟，所述铁、磷、锂的摩尔比为1:1:1~1.05；

S3、前驱体制备：将亚酞菁SPc溶解于有机溶剂-去离子水的混合溶液中并超声分散溶解，其中，混合溶液中有机溶剂和去离子水的质量比为1：1~1：10，亚酞菁SPc在该混合溶液中的含量为0.05mol/L~0.13mol/L，将超声分散溶解后的亚酞菁SPc溶液加入到纳米砂磨机中研磨0.5-1小时后，将步骤S2得到的预混物加入纳米砂磨机，其中，步骤S2得到的预混物与亚酞菁SPc的质量比为95:5~98:2，再研磨3-6小时，然后使用离心式喷雾干燥塔造粒，中位径控制在26微米；

S4、前驱体烧结：将步骤S3所得前驱体，在惰性气氛中，两段法高温烧结，即先以3℃/min升温至600~660℃保温6-12小时，然后以5℃/min升温至700~800℃保温4-12小时，随后自然降温，第一段低温烧结目的在于低温下缓慢反应及充分除去挥发性气体，第二段高温烧结目的在于高温下提高晶体密度和粉体颗粒间结合力；

S5、粉碎：将步骤S4所得的物料，使用气流粉碎机粉碎，得到粒度均匀的磷酸亚铁锂复合正极材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中铁源为氧化铁、草酸亚铁、氧化亚铁、四氧化三铁、氯化铁、氯化亚铁、氢氧化铁、硝酸铁、硝酸亚铁、二水磷酸铁和无水磷酸铁中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中磷源为磷酸一氢铵和磷酸二氢铵中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中锂源为碳酸锂、磷酸锂、磷酸二氢锂、氯化锂、一水氢氧化锂中的一种或多种。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中卧式球磨机的研磨介质为聚氨酯球，球磨罐内衬为聚氨酯包覆，研磨物料与研磨介质的重量比为1:3-1:5。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中亚酞菁SPc是无官能团外围取代的亚酞菁，即轴向只有氯原子与硼共价键结合，化学式为C₂₄H₁₂N₆BCl，亚酞菁同时含有碳、氮、硼三种元素，而且晶体构型为非平面结构，可同时获得热解碳、氮掺杂碳层、硼掺杂碳层和非聚集表面均匀包覆性能。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、吡啶和四氢呋喃中的一种或多种。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中纳米砂磨机的研磨介质为直径0.2mm的锆球，纳米砂磨机的转速为2500转/分钟；所述喷雾干燥进出口温度分别为160~250℃和80~110℃，雾化盘转速为16000~24000转/分钟。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S5中气流破碎采用0.8MPa的空气压力，中位径粒度控制到1-2微米。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中预烧温度为800℃，预烧时间为12小时。