CN117776134A - 磷酸锂铁正极材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池复合材料的制备方法，包括步骤：(a)提供磷酸、铁粉及碳源，其中磷酸与铁粉进行反应生成第一生成物，第一生成物为不定型磷酸铁，具有化学式α‑FePO4·xH2O，x>0；(b)提供锂盐混合物，其中锂盐混合物包含一氢氧化锂与碳酸锂；(c)研磨混合第一生成物、碳源以及锂盐混合物；(d)煅烧第一生成物与锂盐混合物以生成前驱体，其中前驱体具化学式为Fe3(PO4)2·8H2O+Li3PO4；以及(d)煅烧前驱体和碳源，以生成磷酸锂铁正极材料。
Description
技术领域
本发明关于一种正极材料的制备方法，尤指一种二次电池用磷酸锂铁正极材料的制备方法。
背景技术
锂离子电池(Lithium-ion battery)是一种可重复充电放电使用的二次电池，其依靠锂离子在正极和负极之间移动来完成充电放电工作。因此锂离子电池内需使用一个嵌入的锂化合物作为电极材料。传统锂离子电池使用的正极材料主要常见的有锂钴氧化物(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、镍酸锂(LiNiO2)及磷酸铁锂(LiFePO4)等。其中使用橄榄石结构作为正极材料的磷酸铁锂电池因具有良好安全性、比容量大、循环寿命长、耐高温和低成本等特性，因此广泛应用于电动载具以及储能设备中。
其中，磷酸铁锂(LiFePO4，简称LFP)复合材料电池，更开发出了纳米金属氧化物共晶体化磷酸铁锂化合物(LFP-NCO)电池，其是由含有锂、铁、磷与金属或金属化合物的前驱体所形成的单一不可分割化合物，可大幅改善传统磷酸铁锂材料导电率较低及杂质多的问题，且价格比传统磷酸铁锂材料便宜，具有较佳的市场竞争力，遂成为目前市场的主流。
然而，目前应用于纳米金属氧化物共晶体化磷酸铁锂化合物的制备方法，多数是通过磷酸铁(FePO4)和氢氧化锂(LiOH)进行反应而制备，由于氢氧化锂的原料成本较高，且制备时须使用较多的磷酸铁原料，并耗费较多时间进行原料研磨，使得电池的单位时间及金钱成本连带提高，再加上该反应包括酸碱中和反应，故对制造工序pH值相当敏感，更会连带造成原料粘滞，进而导致制造工序的管路堵塞，且由于酸碱中和伴随的吸、放热现象，使制造工序温度无法稳定控制，加大了制造工序的操作难度。此外，前述制备方法在制造工序中须经过多次原料移槽的动作，导致原料可能造成污染的风险，严重影响产品质量。
有鉴于此，实有必要提供一种二次电池用磷酸锂铁正极材料的制备方法，提升产品质量，降低原料、时间成本以及制造工序操作难度，并解决习知技术所面临的问题。
发明内容
本发明主要目的在于，提供一种磷酸锂铁正极材料的制备方法。通过前驱体Fe3(PO4)2·8H2O+Li3PO4的形成机制制备磷酸锂铁正极材料，可解决现有电池的制备中存在的所需原料及时间成本较高，且酸碱中和反应造成制造工序pH值敏感、管路堵塞及温度控制不易，以及多次原料移槽导致污染等缺点。
本发明另一目的在于，提供一种磷酸锂铁正极材料的制备方法，通过不定型磷酸体与锂盐混合物反应产生的前驱体来制备电池复合材料，可大幅缩短研磨所需时间，进而降低单位时间及金钱成本。同时，还可达到降低制造工序pH值敏感性、避免原料粘滞及管路堵塞以及稳定控制制造工序温度，进而降低制造工序及生产线的操作难度。
本发明的另一目的在于提供一种磷酸锂铁正极材料的制备方法。其中磷酸与铁粉反应生成的第一生成物为不定型磷酸铁，可确保磷酸与铁粉充分反应，并达到有效降低原料的浪费并全面提升产品质量的功效。再者，投入一定比例范围的锂盐混合物与第一生成物研磨混合，可使混合溶液的pH值稳定地控制于7.5至9之间，有助于降低制造工序pH值敏感性、避免原料粘滞及管路堵塞以及稳定控制制造工序温度，进而降低制造工序及生产线的操作难度。再者，一定比例范围的锂盐混合物包含有氢氧化锂与碳酸锂。其中磷酸锂铁正极材料中的锂源非完全由氢氧化锂所提供，而是部分由碳酸锂所提供，除了有助于pH值控制外，更有助于节省原料成本。
为达成上述目的，本发明的一实施方式提供一种磷酸锂铁正极材料的制备方法，包括步骤：(a)提供磷酸、铁粉及碳源，其中磷酸与铁粉进行反应生成第一生成物，第一生成物为不定型磷酸铁，具有化学式α-FePO4·xH2O，x>0；(b)提供锂盐混合物，其中锂盐混合物包含氢氧化锂与碳酸锂；(c)研磨混合第一生成物、碳源以及锂盐混合物；(d)煅烧第一生成物与锂盐混合物以生成前驱体，其中前驱体具化学式为Fe3(PO4)2·8H2O+Li3PO4；以及(e)煅烧前驱体和碳源，以生成磷酸锂铁正极材料。
于一实施方式中，氢氧化锂的锂含量相对锂盐混合物的锂含量具有第一摩尔分率，第一摩尔分率范围介于0.5至0.7。
于一实施方式中，碳酸锂的锂含量相对锂盐混合物的锂含量具有第二摩尔分率，第二摩尔分率范围介于0.3至0.5。
于一实施方式中，第一生成物、碳源以及锂盐混合物于步骤(c)中的pH值小于或等于9。
于一实施方式中，第一生成物、碳源以及锂盐混合物于步骤(c)中的pH值介于7.5至9。
于一实施方式中，磷酸锂铁正极材料为含碳包覆的纳米金属氧化物共晶体化磷酸铁锂化合物((LFP Nano Cocrystalline Olivine,LFP-NCO)。
于一实施方式中，步骤(a)包括步骤：(a1)在第一温度环境中，通过去离子水溶解第一定量的磷酸，以形成第一磷酸溶液；(a2)在第二温度环境中，使第一磷酸溶液与铁粉进行反应，并在达到第二温度后，降温至一第三温度并保持一第一时间；以及(a3)降温至第四温度，并加入具有第二定量磷酸的第二磷酸溶液，并使第一磷酸溶液、第二磷酸溶液与铁粉持续反应一第二时间，以生成第一生成物。
于一实施方式中，第一定量及该第二定量的重量比例为3比1。
于一实施方式中，第一温度为摄氏35度至45度，第二温度为摄氏60度以下，第三温度为摄氏50度以下，以及第四温度为摄氏30度以下。
于一实施方式中，第一时间为至少3小时以及第二时间为至少18小时。
于一实施方式中，步骤(c)包括：(c1)对第一生成物以及锂盐混合物的混合溶液，以第一转速执行研磨作业；(c2)在研磨动作进行第三时间后，加入碳源，并持续进行研磨作业；以及(c3)通过研磨动作业使混合溶液中平均粒子直径小于第一长度时，对混合溶液执行喷雾干燥作业。
于一实施方式中，喷雾干燥作业的入口温度为摄氏210度，出口温度为摄氏95度，且转盘转速介于300赫兹至400赫兹之间。
如权利要求11所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该第一转速为每分钟450转至650转，该第三时间为至少5分钟，该第一长度为1微米。
为达成上述目的，本发明的另一实施方式提供一种磷酸锂铁正极材料的制备方法，包括步骤：(a)提供磷酸及铁粉，其中磷酸与铁粉进行反应生成一第一生成物，第一生成物为不定型磷酸铁，具有化学式α-FePO4·xH2O，x>0；(b)提供锂盐混合物，其中锂盐混合物包含氢氧化锂与碳酸锂；(c)研磨混合第一生成物以及锂盐混合物；(d)煅烧第一生成物与锂盐混合物以生成前驱体，其中前驱体具化学式为Fe3(PO4)2·8H2O+Li3PO4；以及(e)煅烧前驱体，以生成磷酸锂铁正极材料。
于一实施方式中，步骤(c)包括：(c1)对第一生成物以及锂盐混合物的混合溶液，以第一转速执行研磨作业；(c2)在研磨动作进行第三时间后，加入碳源，并持续进行研磨作业；以及(c3)通过研磨动作业使混合溶液中平均粒子直径小于一第一长度时，对混合溶液执行喷雾干燥作业。
于一实施方式中，喷雾干燥作业的入口温度为摄氏210度，出口温度为摄氏95度，且转盘转速介于300赫兹至400赫兹之间。
于一实施方式中，第一转速为每分钟450转至650转，第三时间为至少5分钟，第一长度为1微米。
于一实施方式中，混合溶液的pH值介于7.5至9。
于一实施方式中，锂盐混合物中的碳酸锂的锂含量相对氢氧化锂的锂含量的摩尔数比范围介于3/7至1。
附图说明
图1揭示本发明磷酸锂铁正极材料的制备方法流程图。
图2揭示本发明磷酸锂铁正极材料的制备方法的一细部流程图。
图3揭示本发明磷酸锂铁正极材料的制备方法的另一细部流程图。
图4揭示本发明磷酸锂铁正极材料的制备方法的又一细部流程图。
图5揭示本发明磷酸锂铁正极材料的制备方法中前驱体的XRD分析图。
图6揭示本发明磷酸锂铁正极材料的制备方法所得成品的XRD分析图。
【符号说明】
S100、S101、S102、S103、S200、S300、S301、S302、S303、S400、S500、S501、S502、S503、S504：步骤
具体实施方式
体现本发明特征与优点的一些典型实施方式将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用于限制本发明。例如，若是本揭露以下的内容叙述了将一第一特征设置于一第二特征之上或上方，即表示其包含了所设置的上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施方式，亦包含了尚可将附加的特征设置于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与上述第二特征可能未直接接触的实施方式。另外，本揭露中不同实施方式可能使用重复的参考符号及/或标记。这些重复为了简化与清晰的目的，并非用以限定各个实施方式及/或所述外观结构之间的关系。再者，为了方便描述附图中一组件或特征部件与另一(复数)组件或(复数)特征部件的关系，可使用空间相关用语，例如“内”、“外”、“高”、“低”及类似的用语等。除了附图所绘示的方位之外，空间相关用语用以涵盖使用或操作中的装置的不同方位。所述装置也可被另外定位(例如，旋转90度或者位于其他方位)，并对应地解读所使用的空间相关用语的描述。此外，当将一组件称为“连接到”或“耦合到”另一组件时，其可直接连接至或耦合至另一组件，或者可存在介入组件。尽管本揭露的广义范围的数值范围及参数为近似值，但尽可能精确地在具体实例中陈述数值。另外，可理解的是，虽然「第一」、「第二」、「第三」等用词可被用于申请专利范围中以描述不同的组件，但这些组件并不应被这些用语所限制，在实施方式中相应描述的这些组件是以不同的组件符号来表示。这些用语是为了分别不同组件。例如：第一组件可被称为第二组件，相似地，第二组件也可被称为第一组件而不会脱离实施方式的范围。如此所使用的用语「及/或」包含了一或多个相关列出的项目的任何或全部组合。除在操作/工作实例中以外，或除非明确规定，否则本文中所揭露的所有数值范围、量、值及百分比(例如角度、时间持续、温度、操作条件、量比及其类似者的那些百分比等)应被理解为在所有实施方式中由用语“大约”或“实质上”来修饰。相应地，除非相反地指示，否则本揭露及随附权利要求范围中陈述的数值参数为可视需要变化的近似值。例如，每一数值参数应至少根据所述的有效数字的数字且借由应用普通舍入原则来解释。范围可在本文中表达为从一个端点到另一端点或在两个端点之间。本文中所揭露的所有范围包括端点，除非另有规定。
请参阅图1，其为本发明优选实施方式的电池复合材料的制备方法流程图。如图1所示，本发明电池复合材料的制备方法包括如下步骤：首先，如步骤S100所示，提供磷酸、铁粉及碳源(醣类、有机化合物、聚合物或高分子材料)。其中，磷酸的化学式为H3PO4，且铁粉的化学式为Fe。在一些实施方式中，醣类可为例如但不限于果糖、蔗糖、乳糖、半乳糖等，高分子材料可为例如但不限于聚乙烯吡咯烷酮(PVP，化学式为(C6H9NO)n)。其中磷酸与铁粉进行反应，以生成第一生成物，在此实施方式中，该第一生成物为不定型磷酸铁，化学式为α-FePO4·xH2O，其中x大于0。
再者，如步骤S200，提供一锂盐混合物，其中锂盐混合物包含碳酸锂(化学式为Li2CO3)、氢氧化锂(化学式为LiOH)。值得注意的是，锂盐混合物中碳酸锂与氢氧化锂具有一定比例范围。于本实施方式中，氢氧化锂的锂含量相对锂盐混合物的锂含量具有第一摩尔分率，第一摩尔分率范围介于0.5至0.7。碳酸锂的锂含量相对该锂盐混合物的锂含量具有第二摩尔分率，第二摩尔分率范围介于0.3至0.5。换言之，磷酸锂铁正极材料中的锂源非完全由氢氧化锂所提供，锂盐混合物中的碳酸锂的锂含量相对氢氧化锂的锂含量的摩尔数比范围介于3/7至1。通过碳酸锂取代部分氢氧化锂，除了可于后续制程中降低制造工序pH值敏感性、避免原料粘滞及管路堵塞以及稳定控制制造工序温度外，亦有助于节省原料成本。
然后，如步骤S300所示，研磨第一生成物以及锂盐混合物，并于研磨过程中加入碳源。接着，如步骤S400，煅烧前述研磨混合后第一生成物与锂盐混合物以生成前驱体，其中前驱体具化学式为Fe3(PO4)2·8H2O+Li3PO4。
最后，如步骤S500所示，煅烧前驱体和碳源进行反应，以生成磷酸锂铁正极材料LiFePO4。于其他实施方式中步骤S300中还可加入金属氧化物，如V2O5、MgO等，则可得含有金属氧化物的LiFePO4材料，该含有金属氧化物的LiFePO4材料可称的为“纳米金属氧化物共晶体化磷酸铁锂化合物(LFP-NCO)”。当然，本发明并不以此为限。
由上可知，本发明磷酸锂铁正极材料的制备方法，通过磷酸与铁粉反应生成的第一生成物，可确保磷酸与铁粉充分反应，并达到有效降低原料的浪费并全面提升产品质量的功效。再者，投入一定比例范围的锂盐混合物包含有氢氧化锂与碳酸锂，与第一生成物研磨混合，除了可达到降低制造工序pH值敏感性、避免原料粘滞及管路堵塞以及稳定控制制造工序温度，进而降低制造工序及生产线的操作难度等功效外，更有助于节省原料成本。
请参阅图2并配合图1，其中，图2为本发明磷酸锂铁正极材料的制备方法的一细部流程图。如图1和图2所示，本发明磷酸锂铁正极材料的制备方法的步骤S100的细部流程包括如下步骤：如步骤S101所示，在第一温度环境中，例如预热至摄氏35度至45度的环境中，通过去离子水溶解第一定量的磷酸，以形成第一磷酸溶液，且以预热至摄氏42度的环境为优选，但不以此为限。接着，如步骤S102所示，在第二温度环境中，使第一磷酸溶液与铁粉进行反应，并在达到第二温度后，降温至第三温度并保持一第一时间。根据本发明的构想，还可以其它于混合后在溶液中释放磷酸根离子的化合物与铁粉进行反应，但不以此为限。其中，第二温度可为摄氏60度以下并以摄氏60度为优选，且第三温度可为摄氏50度以下并以摄氏50度为优选。至于第一时间，则为至少3小时的时间，并以3小时为优选。
换言之，步骤S102的优选实施方式为：在摄氏60度的环境中，使第一磷酸溶液与铁粉进行反应，并于达到摄氏60度后，降温至摄氏50度并保持3小时，但不以此为限。而后，如步骤S103所示，降温至第四温度，并加入具有第二定量磷酸的第二磷酸溶液，并使第一磷酸溶液、第二磷酸溶液与铁粉持续反应一第二时间，以生成第一生成物。
在本实施方式中，该第一生成物为磷酸铁的无定形体，化学式为α-FePO4·xH2O(x>0)，第四温度为摄氏30度以下，优选为摄氏30度，第二时间为至少18小时，优选为18小时，且第一定量与第二定量的重量比例为3比1，即第一定量为75％，第二定量为25％，通过磷酸、去离子水与铁粉的二次反应，可使磷酸溶液与铁粉充分反应，以达到有效降低原料的浪费并全面提升产品质量的功效。
在前述反应满18小时后，进行本发明磷酸锂铁正极材料的制备方法的步骤S300，以下将说明其细部流程。请参阅图3，其为本发明磷酸锂铁正极材料的制备方法的另一细部流程图。首先，如图3的步骤S301所示，对第一生成物以第一转速进行研磨动作，该第一转速为每分钟450转至650转(450-650rpm)，且以每分钟550转(550rpm)为优选。
其次，如步骤S302所示，在研磨动作进行中加入碳源以及一定比例范围内的锂盐混合物，优选为进行一第三时间，例如至少5分钟后，加入碳源和锂盐混合物，该碳源如高分子材料PVP，以生成前驱体溶液，同时持续进行研磨动作，直到如步骤S303所示，前驱体溶液中平均粒子直径(即平均粒度D50)研磨至小于第一长度时，例如但不限于小于1微米(1μm)时，对前驱体溶液进行喷雾干燥动作以及热处理动作，以得到干燥的前驱体，该前驱体的化学式为Fe3(PO4)2·8H2O+Li3PO4。
其中，喷雾干燥动作的实现是通过一转盘式喷雾干燥机，其入口温度为摄氏210度，出口温度为摄氏95度，且转盘转速为300～400赫兹，但不以此为限。
至此，本发明磷酸锂铁正极材料的制备方法所述的前驱体已制备完成，以下将说明后续步骤S500的细部流程。请参阅图4，其为本发明磷酸锂铁正极材料的制备方法的又一细部流程图。如图4所示，步骤S501研磨混合第一生成物、锂盐混合物和碳源形成一前驱体溶液。紧接着，如步骤S502所示，加入分散剂并进行喷雾造粒动作。然后，如步骤S503所示，进行高温煅烧动作。最后，则如步骤S504所示，生成本发明要制备的磷酸锂铁正极材料，化学式为LiFePO4。
以下，通过一个示范性实施例辅助说明本发明磷酸锂铁正极材料的的制备方法。
于实施例1中，首先，提供518.6克的磷酸(纯度85％以上)、去离子水以及253克的铁粉(纯度99％以上)，并进行一次反应生成第一生成物。投入锂盐混合物，其中锂盐混合物包含95.33克的氢氧化锂(浓度50wt.％)以及83.78克的碳酸锂。即锂盐混合物中的碳酸锂的锂含量相对氢氧化锂的锂含量的摩尔数比为1:1，各提供50％的锂源。借此，搅拌共反应20小时后，pH值可控制于7.9，再加入分散剂并使用卧式砂磨机进行研磨(转速450～650rpm)一小时，研磨过程中还可加入碳源(醣类、有机化合物、聚合物或高分子材料，高分子材料如PVP)，以得到含Fe3(PO4)2·8H2O+Li3PO4的前驱体溶液。将此前驱体溶液进行喷雾干燥。再将喷雾干燥后的成品置于陶瓷匣钵中，煅烧后得到的前驱体，经X射线衍射(X-rayDiffraction,XRD)分析结果如图5所示，对照标准衍射图谱(JCPDS Card)后，确认其结构为Fe3(PO4)2·8H2O+Li3PO4。
尔后，喷雾干燥后的前驱体于惰性气体经550℃持温4小时及700℃持温4小时后，即可得到本发明磷酸锂铁正极材料。煅烧后得到的化合物，经X射线衍射分析结果如图6所示，确认其结构为磷酸铁锂LiFePO4。且所得磷酸铁锂正极材料的粉体平均粒径为14.00μm，比表面积19.88m2/g，而其电性分析结果如表1所示。
表1
单位：mAh/g
于实施例2中，同样提供518.6克的磷酸(纯度85％以上)、去离子水以及253克的铁粉(纯度99％以上)，并进行一次反应生成第一生成物。实施例2投入的锂盐混合物不同于实施例1者，包含114.4克的氢氧化锂(浓度50wt.％)以及67.02克的碳酸锂。即锂盐混合物中的碳酸锂的锂含量相对氢氧化锂的锂含量的摩尔数比为2:3，碳酸锂和氢氧化锂分别提供40％和60％的锂源。借此，搅拌共反应20小时后，pH值可控制于8.2。加入分散剂并使用卧式砂磨机进行研磨(转速450～650rpm)一小时，研磨过程中还可加入碳源，以得到Fe3(PO4)2·8H2O+Li3PO4的前驱体溶液。尔后，喷雾干燥后的前驱体于惰性气体经550℃持温4小时及700℃持温4小时后，即可得到本发明磷酸锂铁正极材料LiFePO4。所得磷酸锂铁正极材料的粉体平均粒径为17.96μm，比表面积20.63m2/g，而其电性分析结果如表2所示。
表2
单位：mAh/g
于实施例3中，同样提供518.6克的磷酸(纯度85％以上)、去离子水以及253克的铁粉(纯度99％以上)，并进行一次反应生成第一生成物。实施例3投入的锂盐混合物不同于实施例1者，包含133.47克的氢氧化锂(浓度50wt.％)以及50.27克的碳酸锂。即锂盐混合物中的碳酸锂的锂含量相对氢氧化锂的锂含量的摩尔数比为3:7，碳酸锂和氢氧化锂分别提供30％和70％的锂源。借此，搅拌共反应20小时后，pH值可控制于8.4。加入分散剂并使用卧式砂磨机进行研磨(转速450～650rpm)一小时，研磨过程中还可加入碳源，以得到Fe3(PO4)2·8H2O+Li3PO4的前驱体溶液。尔后，喷雾干燥后的前驱体于惰性气体经550℃持温4小时及700℃持温4小时后，即可得到本发明磷酸锂铁正极材料LiFePO4。所得磷酸锂铁正极材料的粉体平均粒径为13.00μm，比表面积18.87m2/g，而其电性分析结果如表3所示。
表3
单位：mAh/g
由实施例1至实施例3所得磷酸锂铁正极材料的电性分析结果可知，本发明通过前驱体Fe3(PO4)2·8H2O+Li3PO4的形成机制所制备的磷酸锂铁正极材料，其比表面积范围介于18m2/g至21m2/g，0.1C充放电容量更大于150mAh/g，具有优良的物性及电性。当然，本发明磷酸锂铁正极材料的制备方法可通过前述诸多制程参数的调整，生成所需产品规格的磷酸锂铁正极材料。当然，本发明不以此为限。
综上所述，本发明提供一种磷酸锂铁正极材料的制备方法。通过前驱体Fe3(PO4)2·8H2O+Li3PO4的形成机制制备磷酸锂铁正极材料，可解决现有电池的制备中存在的所需原料及时间成本较高，且酸碱中和反应造成制造工序pH值敏感、管路堵塞及温度控制不易，以及多次原料移槽导致污染等缺点。其中通过不定型磷酸体与锂盐混合物反应产生的前驱体来制备电池复合材料，可大幅缩短研磨所需时间，进而降低单位时间及金钱成本。同时，还可达到降低制造工序pH值敏感性、避免原料粘滞及管路堵塞以及稳定控制制造工序温度，进而降低制造工序及生产线的操作难度。另外，磷酸与铁粉反应生成的第一生成物为不定型磷酸铁，可确保磷酸与铁粉充分反应，并达到有效降低原料的浪费并全面提升产品质量的功效。再者，投入一定比例范围的锂盐混合物与第一生成物研磨混合，可使混合溶液的pH值稳定地控制于7.5至9之间，有助于降低制造工序pH值敏感性、避免原料粘滞及管路堵塞以及稳定控制制造工序温度，进而降低制造工序及生产线的操作难度。再者，一定比例范围的锂盐混合物包含有氢氧化锂与碳酸锂。其中磷酸锂铁正极材料中的锂源非完全由氢氧化锂所提供，而是部分由碳酸锂所提供，除了有助于pH值控制外，更有助于节省原料成本。
本发明得由熟习此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。
Claims (19)
1.一种磷酸锂铁正极材料的制备方法，包括步骤：
(a)提供一磷酸、一铁粉及一碳源，其中该磷酸与该铁粉进行反应生成一第一生成物，该第一生成物为不定型磷酸铁，具有化学式α-FePO4·xH2O，x>0；
(b)提供一锂盐混合物，其中该锂盐混合物包含一氢氧化锂与一碳酸锂；
(c)研磨混合该第一生成物、该碳源以及该锂盐混合物；
(d)煅烧该第一生成物与该锂盐混合物以生成一前驱体，其中该前驱体具化学式为Fe3(PO4)2·8H2O+Li3PO4；以及
(e)煅烧该前驱体和该碳源，以生成该磷酸锂铁正极材料。
2.如权利要求1所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该氢氧化锂的锂含量相对该锂盐混合物的锂含量具有一第一摩尔分率，该第一摩尔分率范围介于0.5至0.7。
3.如权利要求1所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该碳酸锂的锂含量相对该锂盐混合物的锂含量具有一第二摩尔分率，该第二摩尔分率范围介于0.3至0.5。
4.如权利要求1所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该第一生成物、该碳源以及该锂盐混合物于该步骤(c)中的pH值小于或等于9。
5.如权利要求1所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该第一生成物、该碳源以及该锂盐混合物于该步骤(c)中的pH值介于7.5至9。
6.如权利要求1所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该磷酸锂铁正极材料为一含碳包覆的纳米金属氧化物共晶体化磷酸铁锂化合物。
7.如权利要求1所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该步骤(a)包括步骤：
(a1)在一第一温度环境中，通过一去离子水溶解第一定量的该磷酸，以形成一第一磷酸溶液；
(a2)在一第二温度环境中，使该第一磷酸溶液与该铁粉进行反应，并在达到该第二温度后，降温至一第三温度并保持一第一时间；以及
(a3)降温至一第四温度，并加入具有第二定量该磷酸的一第二磷酸溶液，并使该第一磷酸溶液、该第二磷酸溶液与该铁粉持续反应一第二时间，以生成该第一生成物。
8.如权利要求7所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该第一定量及该第二定量的重量比例为3比1。
9.如权利要求7所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该第一温度为摄氏35度至45度，该第二温度为摄氏60度以下，该第三温度为摄氏50度以下，以及该第四温度为摄氏30度以下。
10.如权利要求7所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该第一时间为至少3小时以及该第二时间为至少18小时。
11.如权利要求1所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该步骤(c)包括：
(c1)对该第一生成物以及该锂盐混合物的一混合溶液，以一第一转速执行一研磨作业；
(c2)在该研磨动作进行一第三时间后，加入该碳源，并持续进行该研磨作业；以及
(c3)通过该研磨动作业使该混合溶液中平均粒子直径小于一第一长度时，对该混合溶液执行一喷雾干燥作业。
12.如权利要求11所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该喷雾干燥作业的入口温度为摄氏210度，出口温度为摄氏95度，且转盘转速介于300赫兹至400赫兹之间。
13.如权利要求11所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该第一转速为每分钟450转至650转，该第三时间为至少5分钟，该第一长度为1微米。
14.一种磷酸锂铁正极材料的制备方法，包括步骤：
(a)提供一磷酸及一铁粉，其中该磷酸与该铁粉进行反应生成一第一生成物，该第一生成物为不定型磷酸铁，具有化学式α-FePO4·xH2O，x>0；
(b)提供一锂盐混合物，其中该锂盐混合物包含一氢氧化锂与一碳酸锂；
(c)研磨混合该第一生成物以及该锂盐混合物；
(d)煅烧该第一生成物与该锂盐混合物以生成一前驱体，其中该前驱体具化学式为Fe3(PO4)2·8H2O+Li3PO4；以及
(e)煅烧该前驱体，以生成该磷酸锂铁正极材料。
15.如权利要求14所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该步骤(c)包括：
(c1)对该第一生成物以及该锂盐混合物的一混合溶液，以一第一转速执行一研磨作业；
(c2)在该研磨动作进行一第三时间后，加入一碳源，并持续进行该研磨作业；以及
(c3)通过该研磨动作业使该混合溶液中平均粒子直径小于一第一长度时，对该混合溶液执行一喷雾干燥作业。
16.如权利要求15所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该喷雾干燥作业的入口温度为摄氏210度，出口温度为摄氏95度，且转盘转速介于300赫兹至400赫兹之间。
17.如权利要求15所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该第一转速为每分钟450转至650转，该第三时间为至少5分钟，该第一长度为1微米。
18.如权利要求15所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该混合溶液的pH值介于7.5至9。
19.如权利要求14所述的磷酸锂铁正极材料的制备方法，其中该锂盐混合物中的该碳酸锂的锂含量相对该氢氧化锂的锂含量的摩尔数比范围介于3/7至1。
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