CN109502567A - 一种高压实球形磷酸铁锂、制备方法及包含其的锂离子电池 - Google Patents

一种高压实球形磷酸铁锂、制备方法及包含其的锂离子电池 Download PDF

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CN109502567A CN201710826917.0A CN201710826917A CN109502567A CN 109502567 A CN109502567 A CN 109502567A CN 201710826917 A CN201710826917 A CN 201710826917A CN 109502567 A CN109502567 A CN 109502567A
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Abstract

本发明公开了一种高压实球形磷酸铁锂、制备方法及包含其的锂离子电池。所述方法包括：1)配制碳源、铁盐、磷盐和锂盐的混合水溶液，砂磨至D50＝0.5～1μm，D90＝1.2～2.3μm；2)将得到的前驱体浆料在压力式喷雾干燥设备中进行干燥和造粒，造粒粒度控制在D50＝4～8μm，D90＝10～25μm；3)在惰性气体保护下烧结，得到高压实球形磷酸铁锂，其延展性好，制得的极片压实密度在2.45g/cm3以上，解决了目前市场上粉碎工艺制备的磷酸铁锂匀浆过程不易分散，效率低，固含量低，能耗高等问题，同时解决了普通球形磷酸铁锂压实密度偏低和现有技术包覆的碳膜完整性差易脱落的问题。

Description

一种高压实球形磷酸铁锂、制备方法及包含其的锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池正极材料制备技术领域，涉及一种高压实球形磷酸铁锂、制备方法及包含其的锂离子电池。
背景技术
锂离子电池因具有电压高、能量密度大、循环性能好、无记忆效应且绿色环保等优点，受到越来越多学者的关注和广泛研究，正极活性材料作为锂离子电池的关键组成部分，其研究对锂离子电池的进一步应用具有重要意义。磷酸铁锂相对于其他正极材料，其比表面积较大，颗粒小(尤其是选择离心喷雾——粉碎工艺路线制备的磷酸铁锂)，使其在加工使用过程不易分散，固含量低，造成匀浆效率低，溶剂使用量大，严重影响生产效率以及增大生产成本。同时粉碎后的磷酸铁锂易出现包覆碳膜的脱落，影响磷酸铁锂导电性，致使磷酸铁锂电性能降低。
CN103258995A公开了一种磷酸铁锂的制备方法，包括1)将锂源和正磷酸铁混合，向混合物料中加入有机碳源，球磨至粒度D50为3-5μm；2)在湿法球磨机中加入上述混合粉体2-3倍的水，再加入适量聚乙二醇球磨至聚乙烯醇全部溶解进水中；3)将步骤1)的混合粉体加入到步骤2)的聚乙二醇溶液中，湿法球磨1～8h，转入砂磨机中砂磨30～180分钟，得到粒度D50为200nm～500nm的混合浆料；4)在喷雾干燥设备中进行喷雾干燥；5)500～800℃烧结2～10h，球磨粉碎，得到磷酸铁锂成品材料。得到的磷酸铁锂振实密度较高，在1～1.3g/cm3，压实密度>2.2g/cm3，但是通过其实施例所述结果，以及发明人按其方法制备得到的产品的表征结果，均显示其压实密度在2.2g/cm3以下，有待进一步提高。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种高压实球形磷酸铁锂、制备方法及包含其的锂离子电池。本发明制备的高压实球形磷酸铁锂解决了目前市场上粉碎工艺制备的磷酸铁锂匀浆过程不易分散，效率低，固含量低，能耗高等问题，同时解决了普通球形磷酸铁锂压实密度偏低和现有技术包覆的碳膜完整性差易脱落的问题。
本发明所述“高压实球形磷酸铁锂”指：该磷酸铁锂的极片压实密度在2.45g/cm3以上，且采用该磷酸铁锂作为正极活性物质制成浆料经涂覆干燥得到的正极片辊压后对折不透光。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种高压实球形磷酸铁锂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)配制碳源、铁盐、磷盐和锂盐的混合水溶液，然后砂磨至D50＝0.5～1μm，D90＝1.2～2.3μm，得到前驱体浆料；
(2)将步骤(1)得到的前驱体浆料在压力式喷雾干燥设备中进行干燥和造粒，造粒粒度控制在D50＝4～8μm，D90＝10～25μm；
(3)在惰性气体保护下烧结，得到高压实球形磷酸铁锂。
本发明的方法中，步骤(1)所述D50＝0.5～1μm，例如0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm或1μm等。D90＝1.2～2.3μm，例如1.2μm、1.3μm、1.4μm、1.5μm、1.6μm、1.7μm、1.8μm、2μm、2.1μm、2.2μm或2.3μm等。
本发明的方法中，步骤(2)所述D50＝4～8μm，例如4μm、4.5μm、4.8μm、5μm、5.3μm、5.5μm、5.8μm、6μm、6.5μm、6.7μm或8μm等。D90＝10～25μm，例如10μm、12μm、13μm、13.5μm、14μm、15μm、16μm、16.5μm、17μm、18μm、19μm、20μm、21.5μm、23μm或25μm等。
本发明的方法通过提高砂磨得到的磷酸铁锂前驱体浆料也即一次颗粒的粒度到D50＝0.5～1μm，D90＝1.2～2.3μm，并进一步采用压力式喷雾干燥设备得到粒度在D50＝4～8μm，D90＝10～25μm的二次颗粒前驱体，这种工艺配合以及粒度关系的调配可以在适度增大一次颗粒粒度的条件下，达到降低一次颗粒组成的二次颗粒的刚性的效果，使最终得到的磷酸铁锂的延展性更好，从而提高磷酸铁锂材料的压实密度。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
优选地，步骤(1)所述混合水溶液的配制方法为：将碳源、铁盐、磷盐和锂盐加入去离子水混合，得到混合水溶液。
优选地，所述碳源为葡萄糖、聚乙二醇、蔗糖、吐温、聚乙烯醇或淀粉中的任意一种或至少两种的混合物，所述混合物典型但非限制性实例有：葡萄糖和聚乙二醇的混合物，葡萄糖和蔗糖的混合物，葡萄糖和吐温的混合物，聚乙二醇和聚乙烯醇的混合物，葡萄糖、蔗糖和淀粉的混合物，葡萄糖、聚乙二醇、聚乙烯醇和蔗糖的混合物等。
优选地，以所述铁盐、磷盐和锂盐的总质量为100％计，所述碳源的加入量为3～20％，例如3％、5％、6％、8％、10％、12.5％、15％、16％、17％、18％或20％等，优选4～10％。若加入碳源比例小于3％，碳含量过低影响材料电性能；若加入碳源比例大于20％，会导致材料加工性能变差，压实密度偏低。
优选地，步骤(1)所述混合水溶液的固含量控制在10～50％，例如10％、12％、15％、20％、25％、27％、30％、35％、40％、45％或50％等。
优选地，步骤(1)所述铁盐包括磷酸铁、硝酸亚铁、草酸亚铁或硫酸亚铁中的任意一种或至少两种的混合物，但并不限于上述列举的铁盐，其他本领域常用的可达到相同效果的铁盐也可用于本发明。
优选地，步骤(1)所述磷盐包括磷酸铵、磷酸氢二铵或磷酸二氢铵中的任意一种或至少两种的混合物，但并不限于上述列举的磷盐，其他本领域常用的可达到相同效果的磷盐也可用于本发明。
优选地，步骤(1)所述锂盐包括氢氧化锂、碳酸锂或醋酸锂中的任意一种或至少两种的混合物，但并不限于上述列举的锂盐，其他本领域常用的可达到相同效果的锂盐也可用于本发明。
优选地，步骤(1)所述混合水溶液中，铁盐、磷盐和锂盐的浓度均独立地为0.05～2.5mol/L，例如0.05mol/L、0.1mol/L、0.5mol/L、1mol/L、1.2mol/L、1.3mol/L、1.4mol/L、1.5mol/L、1.6mol/L、1.8mol/L、2.0mol/L、2.2mol/L、2.3mol/L或2.5mol/L等。
优选地，步骤(1)所述混合得到的混合溶液中，Fe、P和Li的摩尔比为1:(1.0～1.06):(1.0～1.1)，例如1:1.04:1.02、1:1.05:1.02、1:1.03:1.0、1:1.06:1.03或1:1.04:1.03等，优选1:(1.02～1.05):(1.01～1.05)。
优选地，步骤(1)所述砂磨的过程中，砂磨线速度6～20m/s，例如6m/s、7m/s、8m/s、10m/s、11m/s、12m/s、13.5m/s、15m/s、16m/s、18m/s或20m/s等。
优选地，步骤(1)所述砂磨的时间为0.5～3h，例如0.5h、0.8h、1h、1.25h、1.5h、1.7h、2h、2.5h或3h等。
作为本发明所述方法的优选技术方案，步骤(2)所述压力式喷雾干燥设备为压力式喷雾干燥塔或压力喷雾干燥机中的任意一种。
优选地，步骤(2)采用压力式喷雾干燥设备进行干燥和造粒的过程中，喷雾压力0.1～0.6mPa，例如0.1mPa、0.2mPa、0.3mPa、0.4mPa、0.5mPa或0.6mPa等；进口温度控制在190～280℃，例如190℃、200℃、215℃、230℃、245℃、255℃、265℃、270℃或280℃等；出口温度控制在90～110℃，例如90℃、95℃、97℃、100℃、102℃、105℃、108℃或110℃等。
本发明采用特定的压力式喷雾干燥设备进行喷雾干燥，一方面可以使用高固含量匀浆，易分散，提升效率，节省能耗，获得完整碳膜包覆的磷酸铁锂，另一方面还可以提升包覆结合强度以及配合粒径的调整达到降低由一次颗粒构成的二次颗粒的刚性，以改善压实密度。
作为本发明所述方法的优选技术方案，步骤(3)所述惰性气体为氮气或氩气中的任意一种或两种的混合气体。
优选地，步骤(3)所述烧结的温度为500～800℃，例如500℃、520℃、540℃、550℃、565℃、580℃、600℃、625℃、650℃、700℃、730℃、760℃或800℃等。
优选地，步骤(3)升温至烧结的温度的升温速率为1～5℃/min，例如1℃/min、2℃/min、3℃/min、3.5℃/min、4℃/min或5℃/min等。
优选地，步骤(3)所述烧结的时间为4～8h，例如4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.2h、6.5h、7h、7.5h或8h等。
作为本发明所述方法的进一步优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将碳源、铁盐、磷盐与锂盐加入去离子水混合，控制固含量10～50％，得到混合水溶液；
所述混合水溶液中，铁盐、磷盐和锂盐的浓度均独立地在0.05～2.5mol/L，且Fe、P和Li的摩尔比为1:(1.02～1.05):(1.01～1.05)；
所述碳源的加入量占铁盐、磷盐和锂盐总质量的4％～10％；
(2)将步骤(1)得到的混合溶液以6～20m/s的线速度砂磨至D50＝0.5～1μm，D90＝1.2～2.3μm，得到前驱体浆料；
(3)将步骤(2)得到的前驱体浆料在压力式喷雾干燥设备中进行干燥和造粒，喷雾压力0.1～0.6mPa，进口温度控制在190～280℃，出口温度控制在90～110℃，造粒粒度控制D50＝4～8μm，D90＝10～25μm；
(4)在氩气保护下以1～5℃/min的速率升温至500～800℃烧结4～8h，得到高压实球形磷酸铁锂。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述方法制备得到的高压实球形磷酸铁锂，所述磷酸铁锂的极片压实密度在2.45g/cm3以上，且采用所述磷酸铁锂作为正极活性物质制成浆料经涂覆干燥得到的正极片辊压后对折不透光。
第三方面，本发明提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包含第二方面所述的高压实球形磷酸铁锂。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明的方法通过先将碳源的水溶液与铁盐水溶液、磷源水溶液和锂源水溶液混合并砂磨至粒度D50＝0.5～1μm，D90＝1.2～2.3μm，然后结合特定的压力式喷雾干燥设备并控制造粒粒径D50＝4～8μm，D90＝10～25μm，最后烧结得到高压实球形磷酸铁锂。不仅可以降低由一次颗粒组成的二次颗粒的刚性的效果，提升磷酸铁锂的延展性以及压实密度，提升材料的整体能量密度；还可以确保包覆在磷酸铁锂表面的碳膜完整性和包覆结合性，降低脱落风险，使磷酸铁锂导电性能优异。
本发明的高压实球形磷酸铁锂具有如下优异性能：①极片压实密度在2.45g/cm3以上，极限压实密度高，极片辊压对折不漏光；②本发明的高压实球形磷酸铁锂浆料的固含量高，在55％以上，提高了匀浆效率，降低了生产成本；③本发明的高压实球形磷酸铁锂的分散均匀性好，有利于后续的匀浆、涂覆和进一步应用。
本发明制备的高压实球形磷酸铁锂解决了目前市场上粉碎工艺制备的磷酸铁锂匀浆过程不易分散，效率低，固含量低，能耗高等问题，同时解决了普通球形磷酸铁锂压实密度偏低和现有技术包覆的碳膜完整性差易脱落的问题。
附图说明
图1a-图1c依次分别为采用实施例1的高压实球形磷酸铁锂正极材料、对比例2的普通球形磷酸铁锂和对比例1的外购磷酸铁锂制成的极片的SEM图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本发明实施例中，所述“总盐质量”指：铁盐、磷盐和锂盐的总质量。
实施例1
一种高压实球形磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按Fe:P:Li＝1:1.04:1.02的摩尔比称取磷酸铁，磷酸铵和碳酸锂，溶于去离子水配成混合溶液，且混合溶液中磷酸铁、磷酸铵和碳酸锂的浓度分别为1.536mol/L，0.062mol/L，1.567mol/L；
(2)将葡萄糖按总盐质量的7.5％溶于上述所得的混合溶液，进行砂磨3h，得到粒度D50＝0.5μm，D90＝1.2μm的前驱体浆料；
(3)将步骤(2)所得前驱体浆料在压力式喷雾干燥塔中进行干燥和造粒，造粒粒度控制D50＝5μm，D90＝10μm，在氩气保护下，1℃/min的升温速率升温到700℃烧结8h，即得到高压实球形磷酸铁锂正极材料。
实施例2
一种高压实球形磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按Fe:P:Li＝1:1.05:1.02的摩尔比称取硫酸铁，磷酸二氢铵和碳酸锂，溶于去离子水配成混合溶液，且混合溶液中硫酸铁、磷酸二氢铵和碳酸锂的浓度分别为0.682mol/L，0.716mol/L，0.695mol/L；
(2)将聚乙二醇按总盐质量的4.5％溶于上述所得的混合溶液，进行砂磨2h，得到粒度D50＝0.6μm，D90＝1.5μm的前驱体浆料；
(3)将步骤(2)所得前驱体浆料在压力式喷雾干燥塔中进行干燥和造粒，造粒粒度控制D50＝4μm，D90＝15μm，在氩气保护下，1℃/min的升温速率升温到720℃烧结8h，即得到高压实球形磷酸铁锂正极材料。
实施例3
一种高压实球形磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按Fe:P:Li＝1:1.03:1.02的摩尔比称取硝酸铁，磷酸氢二铵和碳酸锂，溶于去离子水配成混合溶液，且混合溶液中硝酸铁，磷酸氢二铵和碳酸锂的浓度分别为2.245mol/L，2.313mol/L，2.29mol/L；
(2)将蔗糖按总盐质量的5％溶于上述所得的混合溶液，进行砂磨1h，得到粒度D50＝0.8μm，D90＝1.6μm的前驱体浆料；
(3)将步骤(2)所得前驱体浆料在压力式喷雾干燥塔中进行干燥和造粒，造粒粒度控制D50＝7μm，D90＝18μm，在氩气保护下，1℃/min的升温速率升温到720℃烧结8h，即得到高压实球形磷酸铁锂正极材料。
实施例4
一种高压实球形磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按Fe:P:Li＝1:1.05:1.03的摩尔比称取磷酸铁，磷酸铵和醋酸锂，溶于去离子水配成混合溶液，且混合溶液中磷酸铁，磷酸铵和醋酸锂的浓度分别为1.801mol/L，0.09mol/L，1.856mol/L；
(2)将聚乙烯醇按总盐质量的5％溶于上述所得的混合溶液，进行砂磨1.5h，得到粒度D50＝0.7μm，D90＝1.3μm的前驱体浆料；
(3)将步骤(2)所得前驱体浆料在压力式喷雾干燥塔中进行干燥和造粒，造粒粒度控制D50＝8μm，D90＝25μm，在氩气保护下，1℃/min的升温速率升温到750℃烧结8h，即得到高压实球形磷酸铁锂正极材料。
实施例5
一种高压实球形磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按Fe:P:Li＝1:1.05:1.02的摩尔比称取草酸亚铁，磷酸氢二铵和碳酸锂，溶于去离子水配成混合溶液，且混合溶液中草酸亚铁，磷酸氢二铵和碳酸锂的浓度分别为1.01mol/L，1.056mol/L，1.026mol/L；
(2)将淀粉按总盐质量4％溶于上述所得的混合溶液，进行砂磨0.5h，得到粒度D50＝0.9μm，D90＝1.3μm的前驱体浆料；
(3)将步骤(2)所得前驱体浆料在压力式喷雾干燥塔中进行干燥和造粒，造粒粒度控制D50＝7μm，D90＝20μm，在氩气保护下，1℃/min的升温速率升温到650℃烧结8h，即得到高压实球形磷酸铁锂正极材料。
实施例6
一种高压实球形磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按Fe:P:Li＝1:1.05:1.02的摩尔比称取磷酸铁，磷酸铵和碳酸锂，溶于去离子水配成混合溶液，且混合溶液中磷酸铁，磷酸铵和碳酸锂的浓度分别为0.888mol/L，0.9327mol/L，0.906mol/L；
(2)将聚乙二醇按总质量的15％溶于上述所得的混合溶液，进行砂磨2.5h，得到粒度D50＝0.7μm，D90＝1.25μm的前驱体浆料；
(3)将步骤(2)所得前驱体浆料在压力式喷雾干燥塔中进行干燥和造粒，造粒粒度控制D50＝6.5μm，D90＝14μm，在氮气保护下，3.5℃/min的升温速率升温到550℃烧结7.5h，即得到高压实球形磷酸铁锂正极材料。
对比例1
本对比例1为外购磷酸铁锂，具体为气流粉碎法得到的不规则多边形的磷酸铁锂颗粒。
对比例2
本对比例为普通球形磷酸铁锂。
检测：
(Ⅰ)将实施例1-6制备的高压实球形磷酸铁锂正极材料、对比例1的外购磷酸铁锂和对比例2的普通球形磷酸铁锂分别作为待测样品，按照待测样品与导电炭黑super P、ks-6、粘结剂900PVDF按照92:2:1.5:4.5的质量比例混合后，加入N-甲基吡咯烷酮NMP调节，搅拌均匀后，加入NMP调节浆料固含量为58％(此时，粘度在6000-10000粘度)，将所得浆料使用涂布机涂在集流体铝箔正反面上，面密度控制在250-350g/m2，在120℃干燥制得正极片，使用对辊机对极片进行压实测试，极限压实密度测试依据是极片辊压后对折不漏光。
经检测，采用实施例1-6的高压实球形磷酸铁锂正极材料按上述方法制成的正极片辊压后对折均不漏光。
(Ⅱ)在分散条件和粘度均相当(表1中的粘度均符合此粘度相当的要求)的情况下，对实施例1-6的高压实球形磷酸铁锂正极材料、对比例1的外购磷酸铁锂和对比例2的普通球形磷酸铁锂进行固含量与刮板系数的测试，结果见表1。
表1
从表1可以看到对比例1外购磷酸铁锂浆料的固含量最低，其只有50％；而实施例1-6高压实球形磷酸铁锂正极材料浆料和对比例2普通球形磷酸铁锂浆料的固含量较高，实施例1-6的固含量在53～60％；对比例2的固含量在60％。说明，本发明的高压实球形磷酸铁锂正极材料浆料可以提升固含量，提高匀浆效率。
对比例1外购磷酸铁锂浆料刮板系数为61μm，而实施例1-6高压实球形磷酸铁锂材料浆料与对比例2普通球形磷酸铁锂浆料刮板系数较低，实施例1-6的刮板系数在38～45μm，对比例2的刮板系数在36μm，说明本发明的高压实球形磷酸铁锂正极材料更易分散。
图1a-图1c依次分别为采用实施例1的高压实球形磷酸铁锂正极材料、对比例2的普通球形磷酸铁锂和对比例1的外购磷酸铁锂制成的极片的SEM图。由图可以看出，外购磷酸铁锂制备的极片表面较为密实(其极片压实密度较高为2.35g/cm3)；普通球形磷酸铁锂制备的极片表面出现较多空隙未被填满(其极片压实密度偏低为2.25g/cm3)；高压实球形磷酸铁锂正极材料制成的极片表面空隙较少(其极片压实密度得到了提升为2.45g/cm3)，压实密度具有如下排序：高压实球形磷酸铁锂＞外购磷酸铁锂＞普通球形磷酸铁锂。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种高压实球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)配制碳源、铁盐、磷盐和锂盐的混合水溶液，然后砂磨至D50＝0.5～1μm，D90＝1.2～2.3μm，得到前驱体浆料；
(2)将步骤(1)得到的前驱体浆料在压力式喷雾干燥设备中进行干燥和造粒，造粒粒度控制在D50＝4～8μm，D90＝10～25μm；
(3)在惰性气体保护下烧结，得到高压实球形磷酸铁锂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述混合水溶液的配制方法为：将碳源、铁盐、磷盐和锂盐加入去离子水混合，得到混合水溶液；
优选地，所述碳源为葡萄糖、聚乙二醇、蔗糖、吐温、聚乙烯醇或淀粉中的任意一种或至少两种的混合物；
优选地，以所述铁盐、磷盐和锂盐的总质量为100％计，所述碳源的加入量为3～20％，优选4～10％；
优选地，步骤(1)所述混合水溶液的固含量控制在10～50％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述铁盐包括磷酸铁、硝酸亚铁、草酸亚铁或硫酸亚铁中的任意一种或至少两种的混合物；
优选地，步骤(1)所述磷盐包括磷酸铵、磷酸氢二铵或磷酸二氢铵中的任意一种或至少两种的混合物；
优选地，步骤(1)所述锂盐包括氢氧化锂、碳酸锂或醋酸锂中的任意一种或至少两种的混合物；
优选地，步骤(1)所述混合水溶液中，铁盐、磷盐和锂盐的浓度均独立地为0.05～2.5mol/L。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述混合得到的混合溶液中，Fe、P和Li的摩尔比为1:(1.0～1.06):(1.0～1.1)，优选1:(1.02～1.05):(1.01～1.05)。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述砂磨的过程中，砂磨线速度为6～20m/s；
优选地，步骤(1)所述砂磨的时间为0.5～3h。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述压力式喷雾干燥设备为压力式喷雾干燥塔或压力喷雾干燥机中的任意一种；
优选地，步骤(2)采用压力式喷雾干燥设备进行干燥和造粒的过程中，喷雾压力0.1～0.6mPa，进口温度控制在190～280℃，出口温度控制在90～110℃。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述惰性气体为氮气或氩气中的任意一种或两种的混合气体；
优选地，步骤(3)所述烧结的温度为500～800℃；
优选地，步骤(3)升温至烧结的温度的升温速率为1～5℃/min；
优选地，步骤(3)所述烧结的时间为4～8h。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将碳源、铁盐、磷盐与锂盐加入去离子水混合，控制固含量10～50％，得到混合水溶液；
所述混合水溶液中，铁盐、磷盐和锂盐的浓度均独立地在0.05～2.5mol/L，且Fe、P和Li的摩尔比为1:(1.02～1.05):(1.01～1.05)；
所述碳源的加入量占铁盐、磷盐和锂盐总质量的4％～10％；
(2)将步骤(1)得到的混合溶液以6～20m/s的线速度砂磨至D50＝0.5～1μm，D90＝1.2～2.3μm，得到前驱体浆料；
(3)将步骤(2)得到的前驱体浆料在压力式喷雾干燥设备中进行干燥和造粒，喷雾压力0.1～0.6mPa，进口温度控制在190～280℃，出口温度控制在90～110℃，造粒粒度控制D50＝4～8μm，D90＝10～25μm；
(4)在氩气保护下以1～5℃/min的速率升温至500～800℃烧结4～8h，得到高压实球形磷酸铁锂。
9.如权利要求1-8任一项所述方法制备得到的高压实球形磷酸铁锂，其特征在于，所述磷酸铁锂的极片压实密度在2.45g/cm3以上，且采用所述磷酸铁锂作为正极活性物质制成浆料经涂覆干燥得到的正极片辊压后对折不透光。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池中包含权利要求9所述的高压实球形磷酸铁锂。
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