[发明专利]一种高压实低温磷酸铁锂正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

(1)将前驱体溶液和柠檬酸盐在有机溶剂中混合进行水热反应，得到第一前驱体，将所述第一前驱体和粘结剂混合进行喷雾裂解和造粒，得到大颗粒磷酸铁锂；

(2)将前驱体溶液进行水热反应，得到小颗粒磷酸铁锂；

(3)将步骤(1)所述大颗粒磷酸铁锂和步骤(2)所述小颗粒磷酸铁锂混合，得到磷酸铁锂正极材料；

步骤(1)和步骤(2)所述前驱体溶液均独立地包括铁源、磷源和锂源。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所述前驱体溶液的制备方法包括：

向磷酸铁锂废料中加入碱液搅拌，固液分离，得到第一滤渣和第一滤液，将所述第一滤渣和酸液混合，固液分离，得到第二滤渣和前驱体溶液；

优选地，所述将所述第一滤渣和酸液混合，固液分离后，还包括向所述前驱体溶液中补加锂源的操作。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述柠檬酸盐包括柠檬酸钛；

优选地，步骤(1)所述有机溶剂包括乙烯丙烯酸共聚物、乙烯醋酸、乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、聚乙二醇和聚乙二醇衍生物中的任意一种的溶液或至少两种的混合溶液；

优选地，步骤(1)所述粘结剂包括丁苯橡胶；

优选地，将第一滤渣减去第二滤渣的差值重量记为固体磷酸铁锂的重量，步骤(1)所述柠檬酸盐和所述固体磷酸铁锂的摩尔比为0.05～2％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一前驱体的平均粒径为30～60nm；

优选地，步骤(1)所述大颗粒磷酸铁锂的平均粒径为1～2μm；

优选地，步骤(2)所述小颗粒磷酸铁锂的平均粒径为100～200nm；

优选地，步骤(2)所述水热反应后、得到小颗粒磷酸铁锂前，还包括将步骤(2)所述水热反应得到的第二前驱体和可溶性碳源混合进行喷雾裂解的步骤；

优选地，所述第二前驱体的平均粒径为100～150nm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一前驱体和粘结剂混合的方式为：

将所述第一前驱体进行洗涤和浓缩，得到浓缩浆料，向所述浓缩浆料中加入粘结剂，调节粘度和固含量，得到喷雾裂解浆料；

优选地，所述粘结剂和所述浓缩浆料的质量比为0.5～4％；

优选地，所述浓缩浆料的固含量为70～85％；

优选地，所述喷雾裂解浆料的固含量为30～50％，粘度为1000～2000cP；

优选地，所述第一前驱体和粘结剂混合的过程中，还加入可溶性碳源。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所述水热反应的温度独立地为120～300℃；

优选地，步骤(1)所述水热反应的时间为2～20h；

优选地，步骤(2)所述水热反应的时间为4～30h；

优选地，步骤(1)和步骤(2)所述喷雾裂解的温度独立地为700～800℃；

优选地，步骤(1)和步骤(2)所述喷雾裂解的气氛中的气体独立地包括氮气或氮氢混合气。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述大颗粒磷酸铁锂和所述小颗粒磷酸铁锂的质量比为x:(10-x)，x为1～4。