CN112390241A - 一种磷酸铁锂材料及以混合铁源和混合锂源为原料制备磷酸铁锂材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂离子电池材料制备技术领域，公开了一种磷酸铁锂材料及以混合铁源和混合锂源为原料制备磷酸铁锂材料的方法。该方法包括以下步骤：(1)以磷酸铁和氧化铁为铁源、碳酸锂和磷酸锂为锂源，将铁源和锂源加入分散剂中，并向分散剂中加入碳源和添加剂，球磨后得到浆料；(2)将步骤(1)中得到的浆料进行喷雾干燥，得到磷酸铁锂前驱体；(3)将步骤(2)中得到的磷酸铁锂前驱体在惰性气氛下烧结，破碎后得到磷酸铁锂材料。本发明所述的方法以磷酸铁与氧化铁为混合铁源，碳酸锂与磷酸锂为混合锂源，通过高温煅烧实现碳包覆以及阳离子掺杂，制得的磷酸铁锂材料表现出了较高的首次充放电比容量以及较好的倍率充放电性能。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池材料制备技术领域，具体涉及一种磷酸铁锂材料及以混合铁源和混合锂源为原料制备磷酸铁锂材料的方法。
背景技术
磷酸铁锂由于其独特的优点成为锂离子电池主流正极材料之一，得到广泛应用。随着锂离子电池市场的不断进化，下游电池厂家对磷酸铁锂的综合理化电性能与磷酸铁锂的价格要求越来越高。如何采用更低的制造成本制造出综合性能优越的磷酸铁锂材料成为了众多正极材料厂家的下一个突破点。
自1997年磷酸铁锂被发现具有脱嵌锂功能以来，磷酸铁锂引起了众多学者与产业界人士的关注，其制备方法也在不断改进。目前，传统的磷酸铁锂制备工艺包括草酸亚铁工艺、铁红工艺以及磷酸铁工艺。其中，草酸亚铁与铁红工艺通常都需要通过两步煅烧制备，制备时间长，且采用该方法制备的磷酸铁锂材料的性能有待提升；采用磷酸铁为铁源制备的磷酸铁锂表现出了较为优越的物理化学性能以及电性能，成为了磷酸铁锂的主流制备工艺。然而，高昂的制造成本也在慢慢限制其在更广阔的市场上的应用。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的磷酸铁锂材料的制备工艺复杂，耗时长，生产成本高，且制备的磷酸铁锂性能有待提高的问题，提供一种磷酸铁锂材料及以混合铁源和混合锂源为原料制备磷酸铁锂材料的方法，该方法以磷酸铁和氧化铁为混合铁源，碳酸锂和磷酸锂为混合锂源，采用一步煅烧法制备磷酸铁锂材料；电化学测试表明，以混合铁源与混合锂源为原料制备的磷酸铁锂材料表现出来优越的电性能；并且，以混合铁源与混合锂源为原料可以大大降低材料的制造成本，增强该磷酸铁锂材料在市场上的竞争力。
为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种以混合铁源和混合锂源为原料制备磷酸铁锂材料的方法，该方法包括以下步骤：
(1)以磷酸铁和氧化铁为铁源、碳酸锂和磷酸锂为锂源，将铁源和锂源加入分散剂中，并向分散剂中加入碳源和添加剂，球磨后得到浆料；
(2)将步骤(1)中得到的浆料进行喷雾干燥，得到磷酸铁锂前驱体；
(3)将步骤(2)中得到的磷酸铁锂前驱体在惰性气氛下烧结，破碎后得到磷酸铁锂材料。
优选地，在步骤(1)中，按照磷酸铁与氧化铁中铁的摩尔比为2-20:1 的比例加入磷酸铁与氧化铁；按照碳酸锂与磷酸锂中锂的摩尔比为0-20:3的比例加入碳酸锂与磷酸锂；按照铁源中总铁与锂源中总锂的摩尔比为1:1-1.1 的比例加入铁源和锂源。
更优选地，在步骤(1)中，按照磷酸铁与氧化铁中铁的摩尔比为3-10:1 的比例加入磷酸铁与氧化铁。
进一步优选地，在步骤(1)中，按照磷酸铁与氧化铁中铁的摩尔比为 3-5:1的比例加入磷酸铁与氧化铁。
更优选地，在步骤(1)中，按照碳酸锂与磷酸锂中锂的摩尔比为1-10:3 的比例加入碳酸锂与磷酸锂。
进一步优选地，在步骤(1)中，按照碳酸锂与磷酸锂中锂的摩尔比为 1-5:3的比例加入碳酸锂与磷酸锂。
更优选地，在步骤(1)中，按照铁源中总铁与锂源中总锂的摩尔比为 1:1-1.08的比例加入铁源和锂源。
进一步优选地，在步骤(1)中，按照铁源中总铁与锂源中总锂的摩尔比为1:1-1.05的比例加入铁源和锂源。
优选地，在步骤(1)中，所述碳源选自葡萄糖、蔗糖、淀粉、果糖、麦芽糖、环糊精、柠檬酸、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙三醇、碳纳米管、Super P、Ks-6、科琴黑、石墨烯薄片、乙炔黑和气相生长碳纤维中的至少一种。
优选地，在步骤(1)中，控制碳源的加入量使磷酸铁锂材料中碳的含量为0.5-3质量％。
优选地，在步骤(1)中，所述添加剂选自二氧化钛、偏钒酸铵、五氧化二钒、五氧化二铌和无水醋酸镁中的至少一种。
优选地，控制所述添加剂的加入量使磷酸铁锂材料中掺杂金属阳离子的含量为0.02-0.5质量％。
优选地，在步骤(1)中，球磨所得浆料的平均粒度为0.2-0.8μm。
优选地，在步骤(2)中，喷雾干燥的喷雾进口温度为200-250℃；喷雾出口温度为100-130℃。
更优选地，在步骤(2)中，喷雾干燥的喷雾进口温度为210-230℃。
更优选地，在步骤(2)中，喷雾干燥的喷雾出口温度为100-110℃。
优选地，在步骤(3)中，所述烧结条件为：烧结温度为730-800℃；烧结时间为4-15h。
更优选地，在步骤(3)中，烧结温度为740-770℃。
更优选地，在步骤(3)中，烧结时间为5-12h。
优选地，在步骤(3)中，所述惰性气氛采用的气体选自氮气、氩气和氦气中的至少一种。
更优选地，在步骤(3)中，所述惰性气氛采用的气体为氮气。
优选地，在步骤(3)中，所述磷酸铁锂材料的平均粒径为0.8-20μm。
更优选地，在步骤(3)中，所述磷酸铁锂材料的平均粒径为1-3μm。
本发明另一方面提供了一种前文所述的方法制备的磷酸铁锂材料。
本发明所述的方法以磷酸铁与氧化铁为混合铁源，碳酸锂与磷酸锂为混合锂源，通过高温煅烧实现碳包覆以及阳离子掺杂，制得的磷酸铁锂材料表现出了较高的首次充放电比容量以及较好的倍率充放电性能。
该方法以混合铁源与混合锂源为原料制备磷酸铁锂材料，与现有主流磷酸铁工艺相比，具有巨大的成本优势。
附图说明
图1是实施例1中制备的磷酸铁锂XRD谱图。
图2是实施例1中制备样品的扣式半电池充放电曲线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
发明人经过研究发现，可以通过采用磷酸铁与氧化铁为混合铁源，碳酸锂和磷酸锂为混合锂源制备磷酸铁锂材料，采用该工艺制备磷酸铁锂可以大幅降低制造成本，且通过该工艺制备的磷酸铁锂材料表现出了较为优越的电化学性能，从而使得该工艺制备的磷酸铁锂具有较强的市场竞争力，为此，
本发明一方面提供了一种以混合铁源和混合锂源为原料制备磷酸铁锂材料的方法，该方法包括以下步骤：
(1)以磷酸铁和氧化铁为铁源、碳酸锂和磷酸锂为锂源，将铁源和锂源加入分散剂中，并向分散剂中加入碳源和添加剂，球磨后得到浆料；
(2)将步骤(1)中得到的浆料进行喷雾干燥，得到磷酸铁锂前驱体；
(3)将步骤(2)中得到的磷酸铁锂前驱体在惰性气氛下烧结，破碎后得到磷酸铁锂材料。
本发明所述的方法以磷酸铁与氧化铁为混合铁源，碳酸锂和磷酸锂为混合锂源制备磷酸铁锂材料，可以大幅降低制造成本；采用一步煅烧法制备磷酸铁锂材料，工艺简单，且通过该工艺制备的磷酸铁锂材料电化学性能较好。
在本发明所述的方法中，为了提高制备的磷酸铁锂材料的电化学性能，需要合理控制加入的原料之间的比例。
在步骤(1)中，按照磷酸铁与氧化铁中铁的摩尔比为2-20:1的比例加入磷酸铁与氧化铁；按照碳酸锂与磷酸锂中锂的摩尔比为0-20:3的比例加入碳酸锂与磷酸锂；按照铁源中总铁与锂源中总锂的摩尔比为1:1-1.1的比例加入铁源和锂源。
在具体实施方式中，在步骤(1)中，可以按照磷酸铁与氧化铁中铁的摩尔比为2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、 14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1或20:1的比例加入磷酸铁与氧化铁。
在优选实施方式中，在步骤(1)中，可以按照磷酸铁与氧化铁中铁的摩尔比为3-10:1的比例加入磷酸铁与氧化铁。
在更为优选的实施方式中，在步骤(1)中，可以按照磷酸铁与氧化铁中铁的摩尔比为3-5:1的比例加入磷酸铁与氧化铁。
在具体实施方式中，在步骤(1)中，可以按照碳酸锂与磷酸锂中锂的摩尔比为0:3、0.5:3、1:3、2:3、3:3、4:3、5:3、6:3、7:3、8:3、9:3、10:3、 11:3、12:3、13:3、14:3、15:3、16:3、17:3、18:3、19:3或20:3的比例加入碳酸锂与磷酸锂。
在优选实施方式中，在步骤(1)中，按照碳酸锂与磷酸锂中锂的摩尔比为1-10:3的比例加入碳酸锂与磷酸锂。
在更为优选的实施方式中，在步骤(1)中，按照碳酸锂与磷酸锂中锂的摩尔比为1-5:3的比例加入碳酸锂与磷酸锂。
在具体实施方式中，在步骤(1)中，可以按照铁源中总铁与锂源中总锂的摩尔比为1:1、1:1.01、1:1.02、1:10.3、1:1.04、1:1.05、1:1.06、1:1.07、 1:1.08、1:1.09或1:1.1的比例加入铁源和锂源。
在优选实施方式中，在步骤(1)中，按照铁源中总铁与锂源中总锂的摩尔比为1:1-1.08的比例加入铁源和锂源。
在更为优选的实施方式中，在步骤(1)中，按照铁源中总铁与锂源中总锂的摩尔比为1:1-1.05的比例加入铁源和锂源。
在本发明所述的方法中，在步骤(1)中，所述分散剂为水或乙醇。
在本发明所述的方法中，在步骤(1)中，所述碳源选自葡萄糖、蔗糖、淀粉、果糖、麦芽糖、环糊精、柠檬酸、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙三醇、碳纳米管、Super P、Ks-6、科琴黑、石墨烯薄片、乙炔黑和气相生长碳纤维中的至少一种。
在优选实施方式中，所述碳源为葡萄糖和聚乙二醇的混合物。
为了提高制备的磷酸铁锂材料的电化学性能，需要合理控制碳源的加入量。在步骤(1)中，控制碳源的加入量使磷酸铁锂材料中碳的含量为0.5-3 质量％。
在具体实施方式中，在步骤(1)中，可以控制碳源的加入量使磷酸铁锂材料中碳的含量为0.5质量％、0.8质量％、1质量％、1.2质量％、1.5质量％、1.8质量％、2质量％、2.3质量％、2.5质量％、2.8质量％或3质量％。
在本发明所述的方法中，在步骤(1)中，所述添加剂选自二氧化钛、偏钒酸铵、五氧化二钒、五氧化二铌和无水醋酸镁中的至少一种。
在优选实施方式中，在步骤(1)中，所述添加剂为二氧化钛或偏钒酸铵。
为了得到具有较好电化学性能的磷酸铁锂材料，需要合理控制添加剂的加入量。在步骤(1)中，控制所述添加剂的加入量使磷酸铁锂材料中掺杂金属阳离子的含量为0.02-0.5质量％。
在具体实施方式中，在步骤(1)中，控制所述添加剂的加入量使磷酸铁锂材料中掺杂金属阳离子的含量为0.02质量％、0.05质量％、0.08质量％、 0.1质量％、0.12质量％、0.15质量％、0.18质量％、0.2质量％、0.23质量％、 0.25质量％、0.27质量％、0.3质量％、0.33质量％、0.35质量％、0.38质量％、 0.4质量％、0.42质量％、0.45质量％、0.47质量％或0.5质量％。
在本发明所述的方法中，在步骤(1)中，球磨所得浆料的平均粒度为 0.2-0.8μm；具体地，例如可以为0.2μm、0.25μm、0.3μm、0.35μm、0.4μm、 0.45μm、0.5μm、0.55μm、0.6μm、0.65μm、0.7μm、0.75μm或0.8μm。
在本发明所述的方法中，在步骤(2)中，喷雾干燥的喷雾进口温度为 200-250℃；喷雾出口温度为100-130℃。
在具体实施方式中，在步骤(2)中，喷雾干燥的喷雾进口温度可以为 200℃、205℃、210℃、215℃、220℃、225℃、230℃、235℃、240℃、245℃或250℃。
在优选实施方式中，在步骤(2)中，喷雾干燥的喷雾进口温度为 210-230℃。
在具体实施方式中，在步骤(2)中，喷雾干燥的喷雾出口温度可以为 100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃或130℃。
在优选实施方式中，在步骤(2)中，喷雾干燥的喷雾出口温度为 100-110℃。
在本发明所述的方法中，为了提高磷酸铁锂材料的电化学性能，必须控制烧结温度和烧结时间。
在步骤(3)中，所述烧结条件为：烧结温度为730-800℃；烧结时间为 4-15h。
在具体实施方式中，在步骤(3)中，烧结温度可以为730℃、735℃、 740℃、745℃、750℃、755℃、760℃、765℃、770℃、775℃或800℃。
在优选实施方式中，在步骤(3)中，烧结温度为740-770℃。
在具体实施方式中，在步骤(3)中，烧结时间可以为4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、8h、8.5h、9h、9.5h、10h、10.5h、11h、11.5h、 12h、12.5h、13h、13.5h、14h、14.5h或15h。
在优选实施方式中，在步骤(3)中，烧结时间为5-12h。
在本发明所述的方法中，在步骤(3)中，所述惰性气氛采用的气体选自氮气、氩气和氦气中的至少一种。
在优选实施方式中，在步骤(3)中，所述惰性气氛为氮气。
在本发明所述的方法中，在步骤(3)中，所述磷酸铁锂材料的平均粒径为0.8-20μm。
在具体实施方式中，在步骤(3)中，所述磷酸铁锂材料的平均粒径可以为0.8μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、0.8μm、9μm、 10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm 或20μm。
在优选实施方式，在步骤(3)中，所述磷酸铁锂材料的平均粒径为1-3μm。
本发明另一方面提供了一种前文所述的方法制备的磷酸铁锂材料。所述磷酸铁锂材料具有良好的晶体结构和综合性能。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1
分别称取5000g磷酸铁、911.6g氧化铁、426.7g碳酸锂、1349.9g磷酸锂、520g葡萄糖、200g聚乙二醇、35g二氧化钛以及10kg纯水于球磨罐中，球磨至浆料平均粒度为0.55μm；将得到的浆料在进口温度220℃，出口温度 100℃下喷雾干燥，得到磷酸铁锂前驱体；将磷酸铁锂前驱体置于厢式炉中，在氮气保护下，760℃烧结，保温10h，待自然冷却，粉碎至平均粒度为1.5μm 得到磷酸铁锂材料。
从图1中可以看出，本实施例中制备的磷酸铁锂材料的XRD图谱没有杂峰，说明磷酸铁锂材料具有良好的晶体结构。
实施例2
分别称取5000g磷酸铁、911.6g氧化铁、426.7g碳酸锂、1349.9g磷酸锂、520g葡萄糖、200g聚乙二醇、35g二氧化钛以及9kg纯水于球磨罐中，球磨至浆料平均粒度为0.75μm；将得到的浆料在进口温度220℃，出口温度110℃下喷雾干燥，得到磷酸铁锂前驱体；将磷酸铁锂前驱体置于厢式炉中，在氮气保护下，750℃烧结，保温8h，待自然冷却，粉碎至平均粒度为1.2μm 得到磷酸铁锂材料。
实施例3
分别称取5000g磷酸铁、911.6g氧化铁、443.1g碳酸锂、1401.8g磷酸锂、520g葡萄糖、200g聚乙二醇、15g二氧化钛以及10kg纯水于球磨罐中，球磨至浆料平均粒度为0.45μm；将得到的浆料在进口温度230℃，出口温度 100℃下喷雾干燥，得到磷酸铁锂前驱体；将磷酸铁锂前驱体置于厢式炉中，在氮气保护下，770℃烧结，保温10h，待自然冷却，粉碎至平均粒度为1.8μm 得到磷酸铁锂材料。
实施例4
分别称取5000g磷酸铁、911.6g氧化铁、430.8g碳酸锂、1362.9g磷酸锂、400g葡萄糖、200g聚乙二醇、20g二氧化钛以及12kg纯水于球磨罐中，球磨至浆料平均粒度为0.55μm；将得到的浆料在进口温度220℃，出口温度 100℃下喷雾干燥，得到磷酸铁锂前驱体；将磷酸铁锂前驱体置于厢式炉中，在氮气保护下，760℃烧结，保温10h，待自然冷却，粉碎至平均粒度为1.5μm 得到磷酸铁锂材料。
实施例5
分别称取5000g磷酸铁、546.9g氧化铁、760.7g碳酸锂、802.2g磷酸锂、 520g葡萄糖、180g聚乙二醇、30g二氧化钛以及9.5kg纯水于球磨罐中，球磨至浆料平均粒度为0.55μm；将得到的浆料在进口温度220℃，出口温度 100℃下喷雾干燥，得到磷酸铁锂前驱体；将磷酸铁锂前驱体置于厢式炉中，在氮气保护下，765℃烧结，保温12h，待自然冷却，粉碎至平均粒度为1.3μm 得到磷酸铁锂材料。
实施例6
分别称取5000g磷酸铁、546.9g氧化铁、768.1g碳酸锂、809.9g磷酸锂、 520g葡萄糖、180g聚乙二醇、45g偏钒酸铵以及9.5kg纯水于球磨罐中，球磨至浆料平均粒度为0.55μm；将得到的浆料在进口温度220℃，出口温度 100℃下喷雾干燥，得到磷酸铁锂前驱体；将磷酸铁锂前驱体置于厢式炉中，在氮气保护下，765℃烧结，保温12h，待自然冷却，粉碎至平均粒度为1.3μm 得到磷酸铁锂材料。
实施例7
按照实施例1的方法实施，不同的是，分别称取5000g磷酸铁、911.6g 氧化铁、426.7g碳酸锂、1349.9g磷酸锂、400g蔗糖、40g科琴黑、35g二氧化钛以及10kg纯水于球磨罐中。
实施例8
按照实施例1的方法实施，不同的是，在800℃下烧结。
对比例1
分别称取5000g磷酸铁、911.6g氧化铁、426.7g碳酸锂、1349.9g磷酸锂、250g葡萄糖、200g聚乙二醇、35g二氧化钛以及10kg纯水于球磨罐中，，球磨至浆料平均粒度为0.75μm；将得到的浆料在进口温度260℃，出口温度 100℃下喷雾干燥，得到磷酸铁锂前驱体；将磷酸铁锂前驱体置于厢式炉中，在氮气保护下，760℃保温6h，待自然冷却，粉碎至平均粒度为1.5μm得到磷酸铁锂材料。
对比例2
分别称取5000g磷酸铁、911.6g氧化铁、426.7g碳酸锂、1349.9g磷酸锂、520g葡萄糖、200g聚乙二醇以及10kg纯水于球磨罐中，球磨至浆料平均粒度为0.65μm；将得到的浆料在进口温度230℃，出口温度100℃下喷雾干燥，得到磷酸铁锂前驱体；将磷酸铁锂前驱体置于厢式炉中，在氮气保护下，750℃保温8h，待自然冷却，粉碎至平均粒度为1.8μm得到磷酸铁锂材料。
对比例3
分别称取5000g磷酸铁、227.9g氧化铁、2324.5g碳酸锂、334.2g磷酸锂、520g葡萄糖、200g聚乙二醇、35g二氧化钛以及10kg纯水于球磨罐中，球磨至浆料平均粒度为0.55μm；将得到的浆料在进口温度220℃，出口温度 100℃下喷雾干燥，得到磷酸铁锂前驱体；将磷酸铁锂前驱体置于厢式炉中，在氮气保护下，760℃烧结，保温10h，待自然冷却，粉碎至平均粒度为1.5μm 得到磷酸铁锂材料。
对比例4
按照实施例1的方法实施，不同的是，烧结温度为850℃。
测试例
将实施例1-8和对比例1-4中制备的磷酸铁锂制备成锂离子电池并采用新威测试系统检测，检测步骤如下：将目标复合物、Super-P以及PVDF按照质量比90:5:5分散在NMP中，球磨分散均匀后，涂覆在铝箔上，真空烘干，制得正极极片后在手套箱中进行扣式2025半电池装配，电解液为1mol/L 的LiPF6，其中溶剂体积比为EC:DMC:EMC＝1:1:1(体积比)，隔膜为Celgard 聚丙烯膜，采用金属锂片为对电极，测试电压范围为2.5V～3.9V，充放电倍率为0.2C，测试结果如表1所示。
表1
通过表1的结果可以看出，采用本发明方法制备的磷酸铁锂材料的电化学性能明显提高。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种以混合铁源和混合锂源为原料制备磷酸铁锂材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)以磷酸铁和氧化铁为铁源、碳酸锂和磷酸锂为锂源，将铁源和锂源加入分散剂中，并向分散剂中加入碳源和添加剂，球磨后得到浆料；
(2)将步骤(1)中得到的浆料进行喷雾干燥，得到磷酸铁锂前驱体；
(3)将步骤(2)中得到的磷酸铁锂前驱体在惰性气氛下烧结，破碎后得到磷酸铁锂材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，按照磷酸铁与氧化铁中铁的摩尔比为2-20:1的比例加入磷酸铁与氧化铁，优选为3-10:1，更优选为3-5:1；按照碳酸锂与磷酸锂中锂的摩尔比为0-20:3的比例加入碳酸锂与磷酸锂，优选为1-10:3，更优选为1-5:3；按照铁源中总铁与锂源中总锂的摩尔比为1:1-1.1的比例加入铁源和锂源，优选为1:1-1.08，更优选为1:1-1.05。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述碳源选自葡萄糖、蔗糖、淀粉、果糖、麦芽糖、环糊精、柠檬酸、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙三醇、碳纳米管、SuperP、Ks-6、科琴黑、石墨烯薄片、乙炔黑和气相生长碳纤维中的至少一种；
优选地，在步骤(1)中，控制碳源的加入量使磷酸铁锂材料中碳的含量为0.5-3质量％。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述添加剂选自二氧化钛、偏钒酸铵、五氧化二钒、五氧化二铌和无水醋酸镁中的至少一种；
优选地，控制所述添加剂的加入量使磷酸铁锂材料中掺杂金属阳离子的含量为0.02-0.5质量％。
5.根据权利要求4所述的方法，在步骤(1)中，球磨所得浆料的平均粒度为0.2-0.8μm。
6.根据权利要求1或2所述的方法，在步骤(2)中，喷雾干燥的喷雾进口温度为200-250℃，优选为210-230℃；喷雾出口温度为100-130℃，优选为100-110℃。
7.根据权利要求1或2所述的方法，在步骤(3)中，所述烧结条件为：烧结温度为730-800℃，优选为740-770℃；烧结时间为4-15h，优选为5-12h。
8.根据权利要求7所述的方法，在步骤(3)中，所述惰性气氛采用的气体选自氮气、氩气和氦气中的至少一种，优选为氮气。
9.根据权利要求1或2所述的方法，在步骤(3)中，所述磷酸铁锂材料的平均粒径为0.8-20μm，优选为1-3μm。
10.权利要求1-9中任意一项所述的方法制备的磷酸铁锂材料。
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