[发明专利]污泥/生物质共热解焦炭包覆磷酸铁锂的正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种污泥/生物质共热解焦炭包覆磷酸铁锂的正极材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将污泥和生物质干燥后混合，在通入保护性气体的条件下进行热解炭化，酸洗，得到污泥/生物质共热解焦炭；

(2)采用所述的污泥/生物质共热解焦炭和LiFePO₄前驱体溶液制成溶胶，干燥后煅烧，得到污泥/生物质共热解焦炭包覆的正极材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述生物质包括稻草、玉米芯、海藻、花生壳或木屑中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)干燥后的污泥和生物质的质量比为(2～4):1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)还包括对干燥后的污泥和生物质进行破碎和过筛的步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述保护性气体包括氮气、氦气、氩气、氖气中的任意一种或至少两种的混合气体。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述保护性气体的通入流量为400ml/min～600ml/min。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述热解炭化为分步热解炭化，先升温至400℃～500℃保温一段时间t₁，然后继续升温至800℃～950℃保温一段时间t₂。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，升温至400℃～500℃的升温速率为3℃/min～10℃/min。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，t₁为30min～90min。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，t₁为50min～70min。

11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，升温至800℃～950℃的升温速率为15℃/min～25℃/min。

12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，t₂为10min～45min。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，t₂为20min～40min。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述酸洗采用的酸包括盐酸、硫酸、硝酸或磷酸中的任意一种或至少两种的组合。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述酸洗之后还包括球磨的步骤，球磨至物料D50为100nm～200nm。

16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述采用所述的污泥/生物质共热解焦炭和LiFePO₄前驱体溶液制成溶胶的方法包括：

(a)将铁源的溶液和锂源的溶液混合，然后加入H₃PO₄，得到混合溶液；

(b)将污泥/生物质共热解焦炭加入步骤(a)得到的混合溶液中，超声，然后在搅拌的条件下加热，得到溶胶。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤(a)所述铁源的溶液为三价铁源的醇溶液，浓度为0.5mol/L～1.5mol/L。