[发明专利]一种高压实磷酸铁锂的制备方法

说明书

本发明提供了一种高压实磷酸铁锂的制备方法，将磷酸铁原料、锂源和碳源加入水中进行研磨形成混合浆料，将所述混合浆料依次进行喷雾干燥、烧结、气流粉碎，得到磷酸铁锂；所述研磨过程包括：将上述原料加水，进行球磨，球磨至粒度D50为1.2‑1.35微米，形成一次浆料，然后将一次浆料质量的30％‑40％移除搅拌待用，将剩余的一次浆料进行砂磨，砂磨至粒度D50为0.45‑0.55微米，形成二次浆料，将二次浆料与所述移除搅拌待用的一次浆料混合，得到混合浆料。所述制备方法无需进行高温烧结，就能达到大小粒度搭配的效果，避免了高温烧结引起磁性物质的产生，同时实现了高压实、高容量。

技术领域

本发明涉及电池材料技术领域，具体涉及一种高压实磷酸铁锂的制备方法。

背景技术

磷酸铁锂是一种新型锂离子电池正极材料。其特点是放电容量大，价格低廉，无毒性，不造成环境污染。现在已经完全实现产业化生产。但是其压实密度低，从而影响到电池整体的能量密度。目前磷酸铁锂的制备方法有固相烧结法，水热法等，产品性能稳定。由于磷酸铁锂的循环性能及安全性能是其他正极材料无法代替的，这些也是动力电池最重要的技术指标。材料厂家为了追求更高的能量密度，必须更进一步提高材料的压实密度，以满足电动汽车的频繁使用。

但是随着国家对新能源汽车补贴政策的调整，电池厂家对成本的控制，对磷酸铁锂材料的提出的要求越来越高，特别对磷酸铁锂的压实密度的要求越来越高，从之前的＞2.3g/mL上升到现在的＞2.4g/mL，且后来会提升到＞2.5g/mL或者更高，同时对于磷酸铁锂材料的放电容量也有一定的要求。因此高容量高压实的磷酸铁锂材料将是未来的发展趋势。

中国专利CN201810611876.8公开了一种高压实磷酸铁锂的制备方案。所述的制备方法步骤复杂且实现产业化难度很大。烧结温度770-780℃，且要经过二次烧结，实现产业化消耗能耗大，高温烧结容易引起磁性物质超标，且0.1C放电容量只有156，容量较低。

现有技术一般通过高温烧结让其一次颗粒长大来达到高压实目的，但烧结温度超过765℃会引起磁性物质超标的风险，导致产品不达标。过高的烧结温度让产业化的能耗提高，还会让其一次颗粒过渡融并过大，导致材料的放电容量偏低，达不到高压实高容量的目的。当烧结温度过低时，无法促进一次颗粒的融并长大，达不到高压实的效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高压实磷酸铁锂的制备方法，其压实密度高，放电容量大、工艺简单、容易实现产业化、产业化能耗低，无高温烧结引起的磁性物质超标。

为了实现上述目的，本发明提供一种高压实磷酸铁锂的制备方法，包括：将磷酸铁原料、锂源和碳源加入水中进行研磨形成混合浆料，将所述混合浆料依次进行喷雾干燥、烧结、气流粉碎，得到磷酸铁锂；所述研磨过程包括：将上述原料加水，进行球磨，球磨至粒度D50为1.2-1.35微米，形成一次浆料，然后将一次浆料质量的30％-40％移除搅拌待用，将剩余的一次浆料进行砂磨，砂磨至粒度D50为0.45-0.55微米，形成二次浆料，将二次浆料与所述移除搅拌待用的一次浆料混合，得到混合浆料。

可选地，研磨时，水的加入量为使原料的固含量为35％-40％。

所述磷酸铁原料包括高、低铁磷比的混合磷酸铁，其中高铁磷比的磷酸铁中铁磷比为0.98-0.985，低铁磷比的磷酸铁中铁磷比为0.965-0.97；

所述高铁磷比和低铁磷比的磷酸铁按照1：1的质量比混合。

所述混合磷酸铁，比表面小于7m²/g，振实密度大于0.8g/cm³。

优选地，所述混合磷酸铁，表面为4-7m²/g，振实密度为0.8-1.2g/cm³。

所述碳源为复合碳源，且复合碳源：磷酸铁原料的质量比为1：10。