[发明专利]一种磷酸铁锂超细粉材料的处理方法

说明书

本发明公开了一种磷酸铁锂超细粉材料的处理方法，⑴将磷酸铁锂细粉放入旋转式混合机，在旋转过程中喷洒碳源粘结剂溶液，在混合机旋转过程中，粉料和粘结剂粘结后形成颗粒；⑵将颗粒烘干去除水分；⑶将烘干后的颗粒放入烧结炉中烧结，在氮气+水蒸气的气氛条件下进行煅烧，使颗粒再次烧结成大颗粒的磷酸铁锂团聚体，该团聚体经过破碎得到符合粒径要求的磷酸铁锂成品。本发明采用可以裂解的碳源进行再造粒，造粒后的磷酸铁锂细粉烧结后成为粗大的聚集体，可以通过后续的粉碎工序制造为符合工艺制度粒径的磷酸铁锂成品，为了防止碳含量增加，在烧结过程中加入了少量的水蒸气吸收碳转化成一氧化碳降低碳含量。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料制备领域，尤其涉及一种磷酸铁锂超细粉材料的处理方法。

背景技术

在锂离子电池正极材料中，磷酸铁锂(LiFePO₄)以其无毒、价廉、安全性好、资源丰富等优点受到广泛关注，被认为是电动汽车、储能电站用锂离子电池的首选正极材料。

一般锂离子电池都是通过混料、烧结、气流粉碎、过筛等工艺制成的。在气流粉碎工艺中，为了实现磷酸铁锂材料的破碎，一般采用超音速气流对撞的方法实现颗粒的破碎。然后通过分级、旋风分离制成合适粒径的产品。过破碎产生的细粉通过集尘器进行收集。通常，集尘器中收集的细粉占总量的20％左右，高的达到30％。细粉一般粒径在1um以下，比表面积大，活性差，碳含量高，用于锂离子电池加工时，加工性能很差。很多磷酸铁锂工厂都有大量的细粉库存，由于很难利用，致使生产成本大幅度上升。

磷酸铁锂细粉一般都是碳包覆的磷酸铁锂颗粒。如果加入普通粘结剂(例如丁苯橡胶，羧甲基纤维素纳、聚偏氟乙烯等)进行造粒，会在颗粒间产生绝缘层，增加电池体系的内阻。如果单纯通过加入糖造粒再热裂解的方法，会显著提高碳含量，增大比表面积。

随着我国磷酸铁锂产业的迅速发展，细粉的处理已经成为当务之急，成为磷酸铁锂材料生产厂家迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种碳含量低、细粉含量低的磷酸铁锂超细粉材料的处理方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种磷酸铁锂超细粉材料的处理方法，包括以下步骤：

⑴将磷酸铁锂细粉放入旋转式混合机，在旋转过程中喷洒碳源粘结剂溶液，在混合机旋转过程中，粉料和粘结剂粘结后形成颗粒；

⑵将颗粒烘干去除水分；

⑶将烘干后的颗粒放入烧结炉中烧结，在氮气+水蒸气的气氛条件下进行煅烧，使颗粒再次烧结成大颗粒的磷酸铁锂团聚体，团聚体经过破碎得到符合粒径要求的磷酸铁锂成品。

所述碳源粘结剂为葡萄糖、木糖醇、聚乙烯、聚乙烯醇缩丁醛中的一种。

所述碳源粘结剂溶液的溶剂为水、乙醇或甲醇。

所述碳源粘结剂溶液的质量浓度为1％-20％。

所述碳源粘结剂在混合好的干燥品中的比例为0.5％-10％，百分比为质量百分比。

所述步骤(2)中颗粒烘干的烘干温度为80-150℃。

所述氮气与水蒸气的体积比为10:(0.1-10)。

所述步骤(3)烧结条件是：500-800℃烧结，0.5-12小时。

本发明的有益效果是：本发明采用可以裂解的碳源进行再造粒，造粒后的磷酸铁锂细粉烧结后成为粗大的聚集体，可以通过后续的粉碎工序制造为符合工艺制度粒径的磷酸铁锂成品，为了防止碳含量增加，在烧结过程中加入了少量的水蒸气吸收碳转化成一氧化碳降低碳含量。

具体实施方式