[发明专利]一种大粒径电池级磷酸铁复合颗粒的制备方法

权利要求书

1.一种大粒径电池级磷酸铁复合颗粒的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：将碳纳米管分散于含有二价铁离子和磷酸根的溶液中，加入弱氧化剂；弱氧化剂将二价铁离子转化为三价铁离子，三价铁离子与溶液中的磷酸根结合，附着于碳纳米管上，形成含碳纳米管的磷酸铁复合颗粒；优选的是，所述磷酸铁复合颗粒从溶液中沉淀，过滤后产生的滤液和洗涤液回收后循环使用。

2.如权利要求1所述的一种大粒径电池级磷酸铁复合颗粒的制备方法，其特征在于，所述弱氧化剂包括双氧水、氧气或臭氧的至少一种；所述弱氧化剂和二价铁离子摩尔比为0.95-1.05，氧化前加入45％的磷酸或去离子水，控制溶液pH值为0.3-1.7，氧化时反应温度在67℃以上。

3.如权利要求1所述的一种大粒径电池级磷酸铁复合颗粒的制备方法，其特征在于，所述含有二价铁离子和磷酸根的溶液由可溶性磷酸铁盐溶解于去离子水中获得，或者由铁粉和磷酸溶液制得；二价铁离子的浓度为0.26-1.5摩尔/升，含磷酸根物种的总浓度为1.2-3.7摩尔/升。

4.如权利要求3所述的一种大粒径电池级磷酸铁复合颗粒的制备方法，其特征在于，可溶性磷酸铁盐为磷酸二氢亚铁。

5.如权利要求3所述的一种大粒径电池级磷酸铁复合颗粒的制备方法，其特征在于，磷酸溶液质量百分比为12％-37％，铁粉和磷酸摩尔量比为1:2.45-4.7。

6.如权利要求1所述的一种大粒径电池级磷酸铁复合颗粒的制备方法，其特征在于，将碳纳米管分散于溶液中，碳纳米管加入量为二价铁离子重量的0.1％-1％；碳纳米管分散剂为羧甲基纤维素、十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮的至少一种，分散剂重量为溶液重量的0.1-0.5％；在氮气保护下，将碳纳米管、分散剂和二价铁离子溶液经过球磨或者砂磨进行分散处理；处理时间为5-10小时，处理温度＜42℃，处理后溶液粘度＜300mPas，处理过程中氧气含量＜1％。

7.采用如权利要求1-6任一所述方法制备的磷酸铁复合颗粒，其特征在于，磷酸铁复合颗粒的铁磷比为0.965-0.995wt％，金属杂质含量＜150ppm。

8.如权利要求7所述的磷酸铁复合颗粒，其特征在于，磷酸铁复合颗粒的D50粒径为0.8-3.2um，铁锂比为0.96-0.975wt％，表面积为8-27m²/g，金属杂质含量<100ppm，碳纳米管含量0.5-1.2wt％。

9.一种磷酸铁锂材料，其特征在于，将如权利要求7或8所述磷酸铁复合颗粒、锂源和碳前驱体混合均匀后在惰性气体下保护下烧结制备，烧结温度为650-800℃；所述锂源包括碳酸锂和氢氧化锂的至少一种；碳前驱体包括蔗糖，葡萄糖，聚乙二醇的至少一种。

10.如权利要求9所述一种磷酸铁锂材料，其特征在于，作为正极材料，磷酸铁锂克容量>142mAh/g，压实密度>2.40g/cm³，0.5C循环1000次后容量保持率>80％。