CN109336077A - 一种磷酸铁锂正极材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种磷酸铁锂正极材料，包括磷酸铁锂长条形颗粒和磷酸铁锂球形颗粒，所述磷酸铁锂长条形颗粒和所述磷酸铁锂球形颗粒堆积形成球形粒子，相邻磷酸铁锂长条形颗粒之间存在空隙，磷酸铁锂球形颗粒填充在空隙中。所述磷酸铁锂正极材料压实密度较高。本发明还提供了一种正极材料的制备方法，包括：提供磷酸铁锂前驱体；将所述磷酸铁锂前驱体进行造粒后烧结，得到磷酸铁锂正极材料。本发明提供的制备方法可制备出压实密度较高的磷酸铁锂正极材料，且易于产业化生产。

Description

一种磷酸铁锂正极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池材料领域，具体涉及一种磷酸铁锂正极材料及其制备方法。
背景技术
目前，锂离子电池正极材料主要包括磷酸铁锂和三元材料，其中由于磷酸铁锂具有稳固的P-O键，难以分解，即使在高温或过充条件下，结构也不会发生坍塌，具有良好的循环性能和安全性，从而具有广阔的应用前景。但其组成的电池系统能量密度较低，限制了其在动力电池中的应用。
为了提高磷酸铁锂电池的能量密度，则需要提高磷酸铁锂的容量、电压平台或压实密度，但目前市场上磷酸铁锂容量和电压平台已经接近其理论值，可提升空间不大，因此可通过提高磷酸铁锂的压实密度以提高其能量密度。但是传统方法很难提高磷酸铁锂的压实密度。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种磷酸铁锂正极材料及其制备方法。所述磷酸铁锂正极材料的压实密度较高。
本发明第一方面提供了一种磷酸铁锂正极材料，所述磷酸铁锂正极材料包括磷酸铁锂长条形颗粒和磷酸铁锂球形颗粒构成，所述磷酸铁锂长条形颗粒和所述磷酸铁锂球形颗粒堆积形成球形粒子，相邻所述磷酸铁锂长条形颗粒之间存在空隙，所述磷酸铁锂球形颗粒填充在所述空隙中。
其中，所述磷酸铁锂长条形颗粒的长径比为2-5:1。
其中，所述磷酸铁锂长条形颗粒的径向尺寸为15-250nm，和/或所述磷酸铁锂球形颗粒的直径为10-60nm。
其中，所述磷酸铁锂正极材料还包括导电碳，所述导电碳分布在所述球形粒子的内部和/或表面。
其中，所述正极材料中还掺杂有金属元素。
其中，所述磷酸铁锂正极材料的压实密度为2.4-2.6g/cm3，和/或所述磷酸铁锂正极材料的粒径D50为0.5-2.0μm。
本发明提供的磷酸铁锂正极材料，包括磷酸铁锂长条形颗粒，相邻所述磷酸铁锂长条形颗粒之间的空隙中还填充有所述磷酸铁锂长条形颗粒，因此，所述磷酸铁锂正极材料结构紧密，压实密度较高。
本发明第二方面提供了一种磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括：
提供磷酸铁锂前驱体；
将所述磷酸铁锂前驱体进行造粒后烧结，得到磷酸铁锂正极材料，所述磷酸铁锂正极材料包括磷酸铁锂长条形颗粒和磷酸铁锂球形颗粒，所述磷酸铁锂长条形颗粒和所述磷酸铁锂球形颗粒堆积形成球形粒子，相邻所述磷酸铁锂长条形颗粒之间存在空隙，所述磷酸铁锂球形颗粒填充在所述空隙中。
其中，所述造粒过程包括：
将所述磷酸铁锂前驱体与导电胶液混合，进行造粒后烧结，得到磷酸铁锂正极材料。
其中，所述导电胶液包括导电剂和粘结剂，所述导电剂包括碳纳米管、石墨烯和超导碳中的至少一种。
其中，所述导电胶液包括含碳粘结剂和纳米金属催化剂，所述含碳粘结剂包括羧甲基纤维素钠、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇和十二烷基苯酸钠中的至少一种；所述纳米金属催化剂在所述烧结过程中催化所述含碳粘结剂分解形成导电碳。
本发明提供的制备方法可制备出压实密度较高的磷酸铁锂正极材料，易于产业化生产。
综上，本发明有益效果包括以下几个方面：
(1)本发明提供的磷酸铁锂正极材料压实密度较高；
(2)本发明提供的制备方法可制备出压实密度较高的磷酸铁锂正极材料，易于产业化生产。
附图说明
图1为本发明实施例1制得的磷酸铁锂正极材料的放大结构示意图；
图2为本发明实施例1制得的磷酸铁锂正极材料的XRD图谱。
具体实施方式
以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
本发明第一方面提供了一种磷酸铁锂(LFP)正极材料，所述磷酸铁锂正极材料包括由磷酸铁锂长条形颗粒和磷酸铁锂球形颗粒，所述磷酸铁锂长条形颗粒和所述磷酸铁锂球形颗粒堆积形成球形粒子，相邻所述磷酸铁锂长条形颗粒之间存在空隙，所述磷酸铁锂球形颗粒填充在所述空隙中。
本发明提供的磷酸铁锂正极材料包括磷酸铁锂长条形颗粒(一次颗粒)和磷酸铁锂球形颗粒(一次颗粒)，所述磷酸铁锂球形颗粒填充在相邻所述磷酸铁锂长条形颗粒之间的空隙中，紧密堆积形成球形粒子(二次颗粒)，结构紧密，相比于传统的磷酸铁锂球形颗粒，本发明所述磷酸铁锂正极材料压实密度更大。
本发明实施方式中，所述磷酸铁锂正极材料包括二次颗粒，所述二次颗粒即为所述球形粒子，所述球形粒子结构紧密。
本发明实施方式中，所述磷酸铁锂正极材料的粒径或所述球形粒子粒径为微米级。可选地，所述磷酸铁锂正极材料的粒径或所述球形粒子的粒径D50为0.5-2.0μm。进一步可选地，所述球形粒子的粒径D50为0.5-1.0μm或1.0-2.0μm。
本发明实施方式中，所述磷酸铁锂长条形颗粒的长径比为2-5:1。“长径比”指的是长条形颗粒的经过颗粒内部的最长径(以下简称长度尺寸)和与它相垂直的最长径(以下简称径向尺寸)之比。可选地，所述长条形颗粒的长径比为3-5:1。具体地，所述长条形颗粒的长径比为2:1、3:1、4:1或5:1。
本发明实施方式中，所述磷酸铁锂长条形颗粒的截面形状包括椭圆形、圆形、正方形、长方形或三角形等形状。可选地，所述磷酸铁锂长条形颗粒具体为椭球形磷酸铁锂(截面形状为椭圆形)或杆状磷酸铁锂(截面形状为圆形)。
本发明实施方式中，多个所述长条形颗粒沿其长度方向平行排列。
本发明实施方式中，可选地，所述磷酸铁锂长条形颗粒的径向尺寸为15-50nm。可选地，所述磷酸铁锂长条形颗粒的径向尺寸为50-100nm。可选地，所述磷酸铁锂长条形颗粒的径向尺寸为100-250nm。具体地，所述磷酸铁锂长条形颗粒的径向尺寸为15nm、30nm、45nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm。
本发明实施方式中，所述磷酸铁锂正极材料还包括填充在相邻所述长条形颗粒之间空隙中的球形颗粒。相邻长条形颗粒之间具有空隙，所述空隙中填充有球形颗粒。本发明大部分为长条形颗粒，伴有少量球形颗粒，所述长条形颗粒之间空隙中还填充有这些球形颗粒，进一步减小了正极材料的空隙率，提高了正极材料的压实密度，从而提高了电池的能量密度。且还利于缩短锂离子的迁移路径，提高锂离子的迁移效率，降低内阻等。
本发明实施方式中，可选地，所述磷酸铁锂球形颗粒的直径为10-60nm。进一步可选地，所述磷酸铁锂球形颗粒的直径为10-30nm。进一步可选地，所述磷酸铁锂球形颗粒的直径为30-60nm。
本发明实施方式中，相邻所述磷酸铁锂长条形颗粒之间空隙未被球形磷酸铁锂颗粒完全填充。可选地，所述磷酸铁锂球形颗粒在所述空隙中的填充率为50％-90％。这里的“填充率”是指所述磷酸铁锂球形颗粒的总体积占所述空隙体积之比。未被球形颗粒完全填充的间隙能增加锂离子的扩散通道，缩短锂离子的扩散距离。
本发明实施方式中，所述磷酸铁锂正极材料还包括导电碳。可选地，所述导电碳分布在所述球形粒子的内部和/或表面。进一步可选地，所述导电碳穿插分布在所述球形粒子中。进一步可选地，所述导电碳分布在所述球形粒子的表面。进一步可选地，所述导电碳包覆在所述磷酸铁锂长条形颗粒和/或所述磷酸铁锂球形颗粒表面。导电碳包覆的厚度为2-10nm。导电碳包覆层厚度太薄，则不能很好的包覆在LFP表面，导致导电性等性能不佳，导电碳厚度太厚，则会阻碍Li+的传输，且会降低材料的能量密度，也会导致磷酸铁锂颗粒表面不平整从而影响压实密度。在本实施方式的导电碳包覆层厚度范围内，既实现磷酸铁锂颗粒的碳包覆，又缩短了锂离子的迁移路径，提高了材料的离子电导率和电子电导率，减低了极化内阻。
本发明实施方式中，所述磷酸铁锂正极材料中还掺杂有金属。可选地，所述金属包括Co、Mo、Ni、Rh、Ru、Pd和Pt中的至少一种。所述金属可以掺杂到Li、Fe、P、O等位置。通过所述金属掺杂，可以提高正极材料的电导率。
本发明实施方式中，所述磷酸铁锂长条形颗粒表面还包覆有少量的纳米金属颗粒。
本发明实施方式中，所述磷酸铁锂正极材料的压实密度为2.4-2.6g/cm3。所述磷酸铁锂正极材料的压实密度较高。
本发明实施方式中，所述磷酸铁锂正极材料的克容量为156-162mAh/g，能量密度为140-150Wh/kg。
本发明第一方面提供的磷酸铁锂正极材料包括由磷酸铁锂长条形颗粒和磷酸铁锂球形颗粒构成的球形粒子，所述磷酸铁锂球形颗粒填充在相邻所述磷酸铁锂长条形颗粒之间的空隙中，结构紧密，提高了磷酸铁锂正极材料的压实密度较高，从而提高了其形成的锂离子电池的能量密度，同时提高了正极材料的锂离子电导率。
本发明实施方式第二方面提供了一种磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括：
提供磷酸铁锂前驱体；
将所述磷酸铁锂前驱体进行造粒后烧结，得到磷酸铁锂正极材料，所述磷酸铁锂正极材料包括磷酸铁锂长条形颗粒和磷酸铁锂球形颗粒，所述磷酸铁锂长条形颗粒和所述磷酸铁锂球形颗粒堆积形成球形粒子，相邻所述磷酸铁锂长条形颗粒之间存在空隙，所述磷酸铁锂球形颗粒填充在所述空隙中。
本发明实施方式中，所述磷酸铁锂前驱体(LFP前驱体)可按照常规的固相法、液相法或其他方法制得。所述磷酸铁锂前驱体为一次颗粒，所述磷酸铁锂前驱体一次颗粒的粒径小于或等于50nm，可选地，所述磷酸铁锂前驱体一次颗粒的粒径为10-50nm。
本发明实施方式中，所述磷酸铁锂前驱体一次颗粒经过造粒和烧结步骤后，可形成磷酸铁锂长条形颗粒(一次颗粒)和磷酸铁锂球形颗粒(一次颗粒)，所述磷酸铁锂长条形颗粒(一次颗粒)和所述磷酸铁锂球形颗粒(一次颗粒)紧密堆积得到二次微米级球形颗粒，即为所述磷酸铁锂正极材料。
本发明实施方式中，所述造粒工艺包括喷雾干燥造粒。可选地，所述喷雾干燥可在喷雾干机、离心喷雾干燥机或压力喷雾干燥机中进行。可选地，所述喷雾干燥的进口温度为200-350℃，出口温度为60-120℃。
本发明实施方式中，所述造粒过程包括：
将所述磷酸铁锂前驱体与导电胶液混合，造粒后烧结，得到磷酸铁锂正极材料。
本发明实施方式中，所述磷酸铁锂前驱体与所述导电胶液混合方式不限，可为常规的混合方式，如机械搅拌等。
第一实施方式中，所述导电胶液包括导电剂和粘结剂，所述导电剂包括碳纳米管、石墨烯和超导碳中的至少一种。可选地，所述导电剂占所述磷酸铁锂前驱体的质量分数为5％-20％。可选地，所述粘结剂占所述磷酸铁锂前驱体的质量分数为10％-30％。
第一实施方式中，所述粘结剂可以选择常用的粘结剂，具体不限。如可以包括聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚偏氟乙烯(PVDF)中的至少一种。
第一实施方式中，所述导电胶液中还包括溶剂，所述溶剂包括水或N-甲基吡咯烷酮(NMP)。溶剂的加入量可根据实际情况进行选择。
第一实施方式中，将导电剂、粘结剂和溶剂混合形成导电胶液，这里混合的方式不限。然后将所述磷酸铁锂前驱体与所述导电胶液混合，这里混合的方式不限。
第一实施方式中，造粒烧结后，所述导电剂掺杂在所述磷酸铁锂正极材料中。
第二实施方式中，所述导电胶液包括含碳粘结剂和纳米金属催化剂。可选地，所述含碳粘结剂包括羧甲基纤维素钠、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇和十二烷基苯酸钠中的至少一种。
在第二实施方式中，所述导电胶液中不需要再额外加入石墨烯等导电剂和额外的粘结剂。在后续烧结过程中，所述金属催化剂催化所述含碳粘结剂分解形成导电碳。
第二实施方式中，所述含碳粘结剂占所述磷酸铁锂前驱体的质量分数为2％-20％。
第二实施方式中，所述导电胶液中还包括溶剂，所述溶剂包括水或N-甲基吡咯烷酮(NMP)。溶剂的加入量可根据实际情况进行选择。
第二实施方式中，所述纳米金属催化剂包括Co、Mo、Ni、Rh、Ru、Pd和Pt中的至少一种。
第二实施方式中，所述纳米金属催化剂占所述磷酸铁锂前驱体的质量分数为0.01％-5％。可选地，所述纳米金属催化剂占所述磷酸铁锂前驱体的质量分数为0.01％-0.1％。可选地，所述纳米金属催化剂占所述磷酸铁锂前驱体的质量分数为0.1％-1％。可选地，所述纳米金属催化剂占所述磷酸铁锂前驱体的质量分数为1％-5％。
第二实施方式中，所述纳米金属催化剂的粒径为1-10nm。
第二实施方式中，在制备过程中加入所述纳米金属催化剂，所述催化剂一方面可以掺杂到Li、Fe、P、O等位置，可提高正极材料的电导率。另一方面，所述纳米金属催化剂分布在所述磷酸铁锂前驱体颗粒表面，含碳粘结剂(碳源)在催化剂的作用下催化分解，并在催化剂的表面析碳形成碳，以形成原位生长的导电碳，在催化剂存在条件下，碳源更容易分解。又一方面，所述纳米金属催化剂可诱导前驱体颗粒的定向生长，促进前驱体颗粒生长为目标结构。
第一实施方式或第二实施方式中，所述造粒过程中可以加入分散剂以得到更加分散的颗粒。可选地，所述分散剂包括无水乙醇、聚乙二醇、丙酮、甘油、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、芳香醇酯、山梨醇、二元醇和多元醇中的至少一种。
本发明实施方式中，所述造粒后进行烧结，所述烧结是在保护气体氛围中进行。
具体地，所述烧结工艺为：首先升温至300-500℃并保温1-4h，然后继续将温度升至500-700℃并保温3-16h，继续将温度升至700-900℃并保温1-4.5h；烧结结束后，冷却到室温；得到磷酸铁锂正极材料，所述磷酸铁锂正极材料包括磷酸铁锂长条形颗粒和磷酸铁锂球形颗粒，所述磷酸铁锂长条形颗粒和所述磷酸铁锂球形颗粒堆积形成球形粒子，相邻所述磷酸铁锂长条形颗粒之间存在空隙，所述磷酸铁锂球形颗粒填充在所述空隙中。
本发明的烧结过程分为低温烧结、中温烧结和高温烧结。通过低温烧结形成初始结构，中温烧结促进初始结构快速增长为长条形颗粒结构；高温烧结的促进长条形颗粒结构的稳定。
本发明实施方式中，可选地，将所述磷酸铁锂前驱体以5-15℃/min的升温速率从室温升温至300-500℃。可选地，将所述磷酸铁锂前驱体以10-30℃/min的升温速率从300-500℃升温至500-700℃。可选地，将所述磷酸铁锂前驱体以5-15℃/min的升温速率从500-700℃升温至700-900℃。可选地，中温烧结阶段的升温速率比低温和高温烧结的升温速率更快。在上述升温速率的范围内，有助于实现颗粒的定向、可控生长。
本发明实施方式中，所述保护气体氛围包括氮气和氩气气体中的至少一种气体氛围。
本发明实施方式中，所述冷却的具体操作为：将烧结后得到的采用以a(t+1)的速率(℃/h)进行程序降温到室温，所述a＝1-5，t为降温时间(小时)。可选地，所述a可根据烧结后的温度进行具体设定。如果烧结后的材料温度T的范围为700≤T＜750℃，则1≤a＜2；如果750≤T＜800℃，则2≤a＜3；如果800≤T＜850℃，则3≤a＜4；如果850≤T≤900℃，则4≤a≤5。举例来说，当烧结后的材料温度为900℃时，则a可取5，降温速率为5(t+1)，当t＝1h时，此时降温速率为10℃/h，当t＝2h时，此时降温速率为15℃/h，以此类推，直至降温至室温。
本发明实施方式可通过设定温度随时间的改变而改变进行操作，具体可以是在设备上做设定，达到室温则停止。a＝1-5，a为参数范围。由于前期的降温速率相对缓慢，则利于完善晶型，当温度降到一定时，后期的降温速率相对较快，可提高生产效率，并且用设定a(t+1)的程序降温，可较好地过渡降温的过程，相对于先以固定的低速率降温再高速率降温要平稳。
本发明实施方式中，冷却至室温后，将所得材料进行破碎得到正极材料。
本发明第二方面提供的制备方法，可实现颗粒的定向和可控生长，得到的所述磷酸铁锂正极材料包括由磷酸铁锂长条形颗粒和磷酸铁锂球形颗粒构成的球形粒子，相邻所述磷酸铁锂长条形颗粒之间存在空隙，所述磷酸铁锂球形颗粒填充在所述空隙中，从而提高正极材料的压实密度。
实施例1：
一种磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，提供由固相法制得的LFP前驱体；
步骤2，将石墨烯和聚乙烯吡咯烷酮置于水中，形成导电胶液，将步骤1制备的LFP前驱体与导电胶液搅拌混合均匀后得到混合溶液，石墨烯占LFP前驱体的质量分数为5％，聚乙烯吡咯烷酮占LFP前驱体的质量分数为10％，将混合溶液送入离心喷雾干燥机进行造粒，喷雾干燥机的进口温度为200℃，出口温度为60℃；造粒后得到混合材料；
步骤3，将混合材料置于氮气氛围中进行烧结，烧结的操作具体为：首先以15℃/min的速率升温至300℃并保温4h，然后以30℃/min的速率将温度由300℃升至500℃并保温16h，然后以15℃/min的速率将温度由500℃升至700℃并保温4.5h；
烧结结束后，冷却到室温；冷却的操作为：将烧结后得到的采用以a(t+1)的速率(℃/h)进行程序降温到室温，所述a＝1，t为降温时间(h)，得到磷酸铁锂正极材料。
图1为本实施例1中制得的成品磷酸铁锂正极材料某一部分的放大结构示意图。从图1可看出，磷酸铁锂正极材料包括磷酸铁锂长条形颗粒1，相邻所述长条形颗粒1之间存在空隙，空隙中填充有磷酸铁锂球形颗粒2。磷酸铁锂长条形颗粒1与磷酸铁锂球形颗粒2可堆积形成球形粒子。
图2为本发明实施例1制得的磷酸铁锂正极材料的XRD图谱，将实施例1所制得的正极材料与标准卡片对比，可见获得了LFP峰，说明制备获得了LFP正极材料，并且获得的XRD的峰比较尖锐，说明结晶性比较好。
锂离子电池的制备方法
将800克按照上述方法制得的锂离子电池正极材料、100克的导电剂乙炔黑、100g的粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)，加入到800g的N-甲基吡咯烷酮溶液(NMP溶液)中，在真空搅拌机中搅拌2h，制得正极浆料；将浆料均匀地涂布在铝箔上，然后置于真空干燥箱中120℃干燥12h，再冲切成直径14mm的圆片作为正极片。将正极片、负极片(直径14.5mm的金属锂片)、隔膜(Celgard 2400微孔聚丙烯膜)和电解液(1mo1/L LiPF6/EC+DMC(体积比1:1))在充满氢气的手套箱中组装成CR2025型扣式锂离子电池。后续可对制得的锂离子电池进行电化学性能测试。
实施例2：
一种磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，液相法制备LFP前驱体；
步骤2，将羧甲基纤维素钠和纳米金属Mo置于水中，形成导电胶液，将步骤1制备的LFP前驱体与导电胶液搅拌混合均匀后得到混合溶液，纳米Mo催化剂占LFP前驱体的质量分数为1％；羧甲基纤维素钠占LFP前驱体的质量分数为2％，将混合溶液送入离心喷雾干燥机进行造粒，喷雾干燥机的进口温度为350℃，出口温度为120℃；造粒后得到混合材料；
步骤3，将混合材料置于氮气氛围中进行烧结，烧结的操作具体为：首先以5℃/min的速率升温至500℃并保温1h，然后以10℃/min的速率将温度由500℃升至700℃并保温3h，然后以5℃/min的速率将温度由700℃升至900℃并保温1h；烧结过程中，纳米金属Mo催化羧甲基纤维素钠分解形成导电碳；
烧结结束后，冷却到室温；冷却的操作为：将烧结后得到的采用以a(t+1)的速率(℃/h)进行程序降温到室温，所述a＝5，t为降温时间(h)，得到磷酸铁锂正极材料。
采用上述制得的磷酸铁锂正极材料来制备锂离子电池，方法同实施例1。
实施例3：
一种磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，提供LFP前驱体；
步骤2，将聚乙烯醇和纳米金属Ni置于水中，形成导电胶液，将步骤1制备的LFP前驱体与导电胶液搅拌混合均匀后得到混合溶液，纳米Ni催化剂占LFP前驱体的质量分数为5％；聚乙烯醇占LFP前驱体的质量分数为20％，将混合溶液送入离心喷雾干燥机进行造粒，喷雾干燥机的进口温度为300℃，出口温度为100℃；造粒后得到混合材料；
步骤3，将混合材料置于氮气氛围中进行烧结。烧结的操作具体为：首先以10℃/min的速率升温至400℃并保温2h，然后以20℃/min的速率将温度由400℃升至600℃并保温10h，然后以12℃/min的速率将温度由600℃升至800℃并保温2h；烧结过程中，纳米金属Ni催化聚乙烯醇分解形成导电碳；
烧结结束后，冷却到室温；冷却的操作为：将烧结后得到的采用以a(t+1)的速率(℃/h)进行程序降温到室温，所述a＝3，t为时间(小时)，得到磷酸铁锂正极材料。
采用上述制得的磷酸铁锂正极材料来制备锂离子电池，方法同实施例1。
效果实施例
为突出本发明的有益效果，现针对实施例1设置以下对比例：
对比例1
将实施例1步骤1中的LFP前驱体与石墨烯混合后，不进行造粒，直接按照步骤(3)的操作进行烧结，得到磷酸铁锂正极材料。
对上述实施例1-3及对比例1制得的磷酸铁锂正极材料进行压实密度测量，以及对采用上述实施例1-3及对比例1制得的磷酸铁锂正极材料制得的电池进行电学性能测试，结果如下表1所示。
表1
从表1中可以看出，采用本发明提供的制备方法制得的磷酸铁锂正极材料，其压实密度远高于对比例1提供的磷酸铁锂材料。此外，由本发明提供的磷酸铁锂正极材料制成的锂离子电池的首次放电比容量较大，电池循环性能较好。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种磷酸铁锂正极材料，其特征在于，所述磷酸铁锂正极材料包括磷酸铁锂长条形颗粒和磷酸铁锂球形颗粒，所述磷酸铁锂长条形颗粒和所述磷酸铁锂球形颗粒堆积形成球形粒子，相邻所述磷酸铁锂长条形颗粒之间存在空隙，所述磷酸铁锂球形颗粒填充在所述空隙中。
2.如权利要求1所述的磷酸铁锂正极材料，所述磷酸铁锂长条形颗粒的长径比为2-5:1。
3.如权利要求1所述的磷酸铁锂正极材料，其特征在于，所述磷酸铁锂长条形颗粒的径向尺寸为15-250nm，和/或所述磷酸铁锂球形颗粒的直径为10-60nm。
4.如权利要求1所述的磷酸铁锂正极材料，其特征在于，所述磷酸铁锂正极材料还包括导电碳，所述导电碳分布在所述球形粒子的内部和/或表面。
5.如权利要求1所述的磷酸铁锂正极材料，其特征在于，所述磷酸铁锂正极材料中还掺杂有金属元素。
6.如权利要求1所述的磷酸铁锂正极材料，其特征在于，所述磷酸铁锂正极材料的压实密度为2.4-2.6g/cm3，和/或所述磷酸铁锂正极材料的粒径D50为0.5-2.0μm。
7.一种磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括：
提供磷酸铁锂前驱体；
将所述磷酸铁锂前驱体进行造粒后烧结，得到磷酸铁锂正极材料，所述磷酸铁锂正极材料包括磷酸铁锂长条形颗粒和磷酸铁锂球形颗粒，所述磷酸铁锂长条形颗粒和所述磷酸铁锂球形颗粒堆积形成球形粒子，相邻所述磷酸铁锂长条形颗粒之间存在空隙，所述磷酸铁锂球形颗粒填充在所述空隙中。
8.如权利要求7所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述造粒过程包括：
将所述磷酸铁锂前驱体与导电胶液混合，进行造粒后烧结，得到磷酸铁锂正极材料。
9.如权利要求8所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述导电胶液包括导电剂和粘结剂，所述导电剂包括碳纳米管、石墨烯和超导碳中的至少一种。
10.如权利要求8所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述导电胶液包括含碳粘结剂和纳米金属催化剂，所述含碳粘结剂包括羧甲基纤维素钠、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇和十二烷基苯酸钠中的至少一种；所述纳米金属催化剂在所述烧结过程中催化所述含碳粘结剂分解形成导电碳。
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