本發(fā)明涉及一種磷酸鐵鋰的制造方法，特別涉及一種具有導(dǎo)電功能的磷酸鐵鋰粉體的制備方法。
背景技術(shù)：
磷酸鐵鋰擁有循環(huán)壽命長(zhǎng)、熱穩(wěn)定性高和環(huán)保無毒等眾多優(yōu)點(diǎn)，有望成為下一代鋰離子電池尤其是動(dòng)力電池的理想正極材料，但其在安全性，成本，比能量上還需要有新的突破。
唐致遠(yuǎn)等(唐致遠(yuǎn),高飛,薛建軍等.鋰離子電池正極材料LiFePO4的制備及電化學(xué)性能研究[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào),2007,40(4):468-472.)通過將硫氨酸鐵Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O與磷酸二氫銨(NH4H2PO4)按摩爾比1：1混合，溶解于去離子水中，然后加入H2O2，在95℃下反應(yīng)制得FePO4前軀體，然后與Li2CO3混合，于600℃煅燒12小時(shí)，冷卻、研磨得最終產(chǎn)物L(fēng)iFePO4。此方法過程簡(jiǎn)單、工藝條件易控制和容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，但其產(chǎn)物顆粒大小不均、粒徑分布較廣、晶體形狀不規(guī)則、生產(chǎn)周期長(zhǎng)。
曲濤等(曲濤,田彥文,鐘參云等.摻碳制備鋰離子電池正極材料LiFePO4[J].材料導(dǎo)報(bào),2007,21(4):37-41.)采用固相法合成了LiFePO4和摻碳的LiFePO4，并研究了摻碳量不同對(duì)LiFePO4材料的電性能的影響。結(jié)果表明：隨著摻碳量的增加，所得樣品的初始放電容量增加，且當(dāng)含碳量為8.5％時(shí),LiFePO4正極材料有最大的首次放電比容量
李發(fā)喜等(李發(fā)喜,仇衛(wèi)華,胡環(huán)宇等.微波合成鋰電池正極材料LiFePO4電化學(xué)性能[J].研究與設(shè)計(jì),2005,29(6):346-348.)采用Li2CO3、FeC2O4·2H2O和NH4H2PO4為原料，用丙酮分散，球磨、壓塊，放入裝有活性炭的帶蓋坩堝內(nèi)，采用家用微波爐加熱得到LiFePO4樣品。此方法實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、合成周期較短，但它不適合于工業(yè)化大批量生產(chǎn)。
張俊玲(張俊玲.水熱合成磷酸鐵鋰粉體的形貌控制[J].化工新型材料,2008,36(6):74-75.)在N2保護(hù)下，將H3PO4和Fe SO4溶液移入高壓釜中攪拌，在設(shè)定溫度下加入Li OH，密封高壓釜，在180℃下反應(yīng)4h。然后將所得樣品在120℃下干燥2h，經(jīng)600℃煅燒2h制得LiFePO4材料。此方法操作工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)物顆粒粒度小、物相單一、均勻，但它只能適用于制備少量的粉體，而不利于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
王蕊等(王蕊,楊端峰.LiFePO4的制備及其電化學(xué)性能[J].化學(xué)工程師,2009,165(6):24-26.)采用檸檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA)和草酸為絡(luò)合劑采用溶膠-凝膠法制備磷酸鐵鋰材料。首先將絡(luò)合劑溶于水中攪拌加入Fe(NO3)3·9H2O溶解，然后依次溶入LiOH·H2O和NH4H2PO4，調(diào)節(jié)pH值為8.5-9.5，在60-80℃下蒸發(fā)溶劑得凝膠，干燥得粉狀前軀體，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下熱處理，冷卻得磷酸鐵鋰材料。其產(chǎn)物具有顆粒粒徑小、粒徑分布窄、易于控制、粉體燒結(jié)性能好、化學(xué)均勻性好、熱處理溫度低、設(shè)備操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),但干燥收縮比較大、合成周期長(zhǎng)、制備過程復(fù)雜、不易于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
楊蓉等(楊蓉,趙銘姝,杜寶忠等.共沉淀法制備正極材料Li Fe PO4的研究[J].稀有金屬材料與工程,2007,36(2):631-634.)將(NH4)2Fe(SO4)2和(NH4)2HPO4溶液混合，加入適量的抗壞血酸和一定量的LiOH溶液，用氨水調(diào)節(jié)pH值，攪拌4-6h，然后經(jīng)抽濾得到磷酸鐵鋰前軀體，將其在550℃氬氣氣氛下煅燒12h，得磷酸鐵鋰樣品。用同樣的方法可制備出性能更加優(yōu)異的摻Co2+的磷酸鐵鋰材料。此制備過程簡(jiǎn)單、前驅(qū)體合成溫度低、易于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，但其原料難于獲取、反應(yīng)完成困難、反應(yīng)周期長(zhǎng)。
陳召勇等(陳召勇,朱華麗.LiFePO4/C復(fù)合材料的制備和性能研究[J].長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)報(bào),2007,4(2):84-88.)采用溶膠-凝膠法制備了LiFePO4/C復(fù)合材料，并分別以乙炔黑、蔗糖和葡萄糖為碳源，測(cè)得它們?cè)?.1C倍率下首次放電比容量分別為120、135、162m Ah/g，其中以葡萄糖為碳源制成的Li Fe PO4/C復(fù)合材料具有最優(yōu)異的大電流充放電性能，在1C和3C高倍率下首次放電比容量分別為0.1C倍率下放電比容量的90％和80％。
譚顯艷等(譚顯艷,胡國(guó)榮,高旭光等.摻雜Mg的LiFePO4電化學(xué)性能研究[J].電池,2004,34(5):344-345.)制備出摻雜Mg2+的LiFePO4材料的電化學(xué)性能。結(jié)果顯示：摻雜Mg2+后的LiFePO4晶體結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生變化，但與不含Mg2+的LiFePO4材料相比具有更加優(yōu)異的電化學(xué)性能。摻雜導(dǎo)電物質(zhì)或高價(jià)金屬離子可以提高磷酸鐵鋰正極材料的放電比容量，但是這是以犧牲材料體積為代價(jià)的，在一定程度上阻礙了鋰離子電池的小型化進(jìn)程。
KeitaH等(KeitaH,Tsuyoshi H,Yasuhiko B,et al.Glass-ceramics with LiFePO4crystals and crystal line tterning in glass by YAG aser rradition[J].Solid State Ionics,2007,178(11-12):801-807.)首先將Li2CO3、FeC2O4·2H2O、Nb2O5和NH4H2PO4等原料混合，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加熱到300℃保溫10h，然后在1200℃下熔制得到26Li2O-43Fe O-5Nb2O5-26P2O5(摩爾百分?jǐn)?shù))玻璃，最后用兩種不同的工藝對(duì)磷酸鐵鋰玻璃進(jìn)行晶化處理，一種是傳統(tǒng)的熱處理法，一種是運(yùn)用釔鋁柘榴石激光器的波長(zhǎng)為1064nm的連續(xù)的輻射波使磷酸鐵鋰玻璃表面析晶。經(jīng)XRD分析得兩種方法所得樣品均只析出LiFePO4晶體，但還需提高LiFePO4玻璃的電導(dǎo)率。
Jozwiak P等(Jozwiak P,Garbarczyk J E,Gendron F,et al.Disorder in LixFePO4:From glasses to nanocrystallites[J].Journal of Non-Crystalline Solids,2008,354(17):1915-1925.)將Li2CO3(LiOH·H2O)、H4)2HPO4(NH4H2PO4)、Fe2O3等原料混合均勻，于1270℃下熔融1h得LixFe PO4(x＝0—1)玻璃，然后將所得玻璃在450℃下進(jìn)行熱處理得主晶相為L(zhǎng)iFePO4和FePO4的晶化玻璃。
Lee S B等(Lee S B,Cho S H,Cho S J,et al.Synthesis of LiFePO4Material with Improved Cycling Performance Under Harsh Conditions[J].Electrochemistry Communications,2008,10:1219-1221.)溶性的二價(jià)鐵鹽LiOH和H3PO4為原料在120℃下采用水熱法短時(shí)間內(nèi)合成了LiFePO4，XRD分析和氧化-還原滴定結(jié)果表明，所合成的材料為單一的LiFePO4相，平均粒徑約為3μm，這種材料以0.14m A·cm-2的電流密度充放，克電容量為100mAh·g-1。此方法使用氫氧化鋰(Li OH)作沉淀劑需要多消耗200％的LiOH，增加了原料的成本。
近年來，隨著對(duì)磷酸鐵鋰應(yīng)用方面的進(jìn)一步研究和開發(fā)，發(fā)現(xiàn)磷酸鐵鋰在原料成本，制備工藝，制備時(shí)間，體積，密度，電導(dǎo)率等方面，其過程復(fù)雜，電導(dǎo)率極低，鋰離子擴(kuò)散系數(shù)較慢的缺點(diǎn)使其難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，如何制備出成本低，操作方便，環(huán)保，大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)是磷酸鐵鋰生產(chǎn)中亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種原料成本低，制備工藝簡(jiǎn)單，原料中磷含量穩(wěn)定，電性能優(yōu)良，操作方便，環(huán)保無毒，適于大批量生產(chǎn)的導(dǎo)電磷酸鐵鋰粉體制備方法，按照本發(fā)明方法制備的磷酸鐵鋰導(dǎo)電性能優(yōu)良，粉末粒徑均勻，晶體純度高，雜質(zhì)含量微小，可作為大能量密度的高性能電池材料。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
第一步：Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃的制備
1)首先，按1:1的摩爾比將Li2O和P2O5混合至均勻度大于98％，得到混合均勻的配合料；
2)其次，將配合料加入已經(jīng)升溫至850～900℃的鉑金坩堝中，熔制30～60min；
3)然后，使用鉑金攪拌槳對(duì)熔融的玻璃熔體攪拌10～30min，再在850～900℃保溫10～20min；
4)然后，將熔融的玻璃熔體迅速傾倒流入帶水冷卻雙輥的軋機(jī)上，經(jīng)過迅速冷卻軋制成為尺寸為1-3mm的Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃碎片；
5)最后，將軋制的玻璃碎片收集后，放入球磨罐中球磨成50～80目的粉末，即得Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃粉末；
第二步：Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃的制備
1)首先，按FeO：Li2O＝2：1的摩爾比將FeO與Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃粉末混合均勻得配合料；
2)然后，向配合料中加入配合料質(zhì)量0.1～0.01％的鐵屑后過50目標(biāo)準(zhǔn)篩得混合均勻的配合料；
3)然后，將配合料加入到已經(jīng)升溫至950～1050℃的帶蓋剛玉坩堝中，熔制30～60min；
4)然后，將熔融的玻璃熔體迅速傾倒流入帶水冷卻雙輥的軋機(jī)上，經(jīng)過迅速冷卻軋制成為1-3mm的Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃碎片；
5)最后，將軋制的玻璃碎片收集后，放入聚氨酯球磨罐中球磨成300～500目的粉末，即得Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃粉末；
第三步：LiFePO4粉體的制備
1)首先，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)將10～25％的葡萄糖與75～90％的Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃粉末混合得混合物，再向其中加入混合物質(zhì)量10～30％的去離子水，再將其放入球磨機(jī)中球磨15～30min；
2)然后，將球磨后混合物風(fēng)干成粉末；
3)最后，將干燥的粉末放入石墨坩堝中，在通入氫氣和氮?dú)獾臍夥諣t中，以5～10℃/min的升溫速率，升溫至750～850℃，保溫2～4h，再以10～20℃/min的冷卻速率，從750～850℃降溫至40℃以下得磷酸鐵鋰粉體。
所說的Li2O由分析純的碳酸鋰引入；所說的P2O5由分析純的五氧化二磷，或者(NH4)2HPO4或(NH4)H2PO4引入；所說的FeO由分析純的氧化亞鐵引入；所說的鐵粉由分析純的鐵屑引入；所說的葡萄糖由分析純的葡萄糖引入；所說的氫氣和氮?dú)獾谋壤秊?：95。
本發(fā)明利用二次高溫熔鑄的方法制備導(dǎo)電的磷酸鐵鋰粉體，彌補(bǔ)了其它工藝生產(chǎn)的磷酸鐵鋰導(dǎo)電性能差，產(chǎn)業(yè)化難度大的缺點(diǎn)。按照本發(fā)明制備方法得到的磷酸鐵鋰粉體導(dǎo)電性優(yōu)良，粉體顆粒尺寸分布均勻，晶體純度高，可作為優(yōu)良的鋰離子電池材料使用。
附圖說明
圖1是按照本發(fā)明的制備方法制得的磷酸鐵鋰粉體在X射線衍射儀檢測(cè)的衍射照片，其中橫坐標(biāo)為衍射角2θ/(°)，縱坐標(biāo)為衍射強(qiáng)度。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
第一步：Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃的制備
1)首先，按1:1的摩爾比將Li2O和P2O5混合至均勻度大于98％，得到混合均勻的配合料；
2)其次，將配合料加入已經(jīng)升溫至850℃的鉑金坩堝中，熔制40min；
3)然后，使用鉑金攪拌槳對(duì)熔融的玻璃熔體攪拌20min，再在850℃保溫13min；
4)然后，將熔融的玻璃熔體迅速傾倒流入帶水冷卻雙輥的軋機(jī)上，經(jīng)過迅速冷卻軋制成為尺寸為1.6mm的Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃碎片；
5)最后，將軋制的玻璃碎片收集后，放入球磨罐中球磨成50～80目的粉末，即得Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃粉末；
第二步：Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃的制備
1)首先，按FeO：Li2O＝2：1的摩爾比將FeO與Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃粉末混合均勻得配合料；
2)然后，向配合料中加入配合料質(zhì)量0.03％的鐵屑后過50目標(biāo)準(zhǔn)篩得混合均勻的配合料；
3)然后，將配合料加入到已經(jīng)升溫至1000℃的帶蓋剛玉坩堝中，熔制55min；
4)然后，將熔融的玻璃熔體迅速傾倒流入帶水冷卻雙輥的軋機(jī)上，經(jīng)過迅速冷卻軋制成為2.4mm的Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃碎片；
5)最后，將軋制的玻璃碎片收集后，放入聚氨酯球磨罐中球磨成300～500目的粉末，即得Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃粉末；
第三步：LiFePO4粉體的制備
1)首先，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)將13％的葡萄糖與87％的Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃粉末混合得混合物，再向其中加入混合物質(zhì)量21％的去離子水，再將其放入球磨機(jī)中球磨20min；
2)然后，將球磨后混合物風(fēng)干成粉末；
3)最后，將干燥的粉末放入石墨坩堝中，在通入氫氣和氮?dú)獾捏w積比為5：95的氣氛爐中，以8℃/min的升溫速率，升溫至850℃，保溫3h，再以12℃/min的冷卻速率，從850℃降溫至40℃以下得磷酸鐵鋰粉體。
參見附圖1，可以看出所制備的晶體為純度較高的LiFePO4晶體。
實(shí)施例2
第一步：Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃的制備
1)首先，按1:1的摩爾比將Li2O和P2O5混合至均勻度大于98％，得到混合均勻的配合料；
2)其次，將配合料加入已經(jīng)升溫至870℃的鉑金坩堝中，熔制50min；
3)然后，使用鉑金攪拌槳對(duì)熔融的玻璃熔體攪拌15min，再在870℃保溫19min；
4)然后，將熔融的玻璃熔體迅速傾倒流入帶水冷卻雙輥的軋機(jī)上，經(jīng)過迅速冷卻軋制成為尺寸為3mm的Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃碎片；
5)最后，將軋制的玻璃碎片收集后，放入球磨罐中球磨成50～80目的粉末，既得Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃粉末；
第二步：Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃的制備
1)首先，按FeO：Li2O＝2：1的摩爾比將FeO與Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃粉末混合均勻得配合料；
2)然后，向配合料中加入配合料質(zhì)量0.07％的鐵屑后過50目標(biāo)準(zhǔn)篩得混合均勻的配合料；
3)然后，將配合料加入到已經(jīng)升溫至1040℃的帶蓋剛玉坩堝中，熔制35min；
4)然后，將熔融的玻璃熔體迅速傾倒流入帶水冷卻雙輥的軋機(jī)上，經(jīng)過迅速冷卻軋制成為1.6mm的Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃碎片；
5)最后，將軋制的玻璃碎片收集后，放入聚氨酯球磨罐中球磨成300～500目的粉末，即得Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃粉末；
第三步：LiFePO4粉體的制備
1)首先，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)將21％的葡萄糖與79％的Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃粉末混合得混合物，再向其中加入混合物質(zhì)量16％的去離子水，再將其放入球磨機(jī)中球磨15min；
2)然后，將球磨后混合物風(fēng)干成粉末；
3)最后，將干燥的粉末放入石墨坩堝中，在通入氫氣和氮?dú)獾捏w積比為5：95的氣氛爐中，以6℃/min的升溫速率，升溫至780℃，保溫2.5h，再以15℃/min的冷卻速率，從780℃降溫至40℃以下得磷酸鐵鋰粉體。
實(shí)施例3
第一步：Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃的制備
1)首先，按1:1的摩爾比將Li2O和P2O5混合至均勻度大于98％，得到混合均勻的配合料；
2)其次，將配合料加入已經(jīng)升溫至890℃的鉑金坩堝中，熔制30min；
3)然后，使用鉑金攪拌槳對(duì)熔融的玻璃熔體攪拌28min，再在890℃保溫20min；
4)然后，將熔融的玻璃熔體迅速傾倒流入帶水冷卻雙輥的軋機(jī)上，經(jīng)過迅速冷卻軋制成為尺寸為2.4mm的Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃碎片；
5)最后，將軋制的玻璃碎片收集后，放入球磨罐中球磨成50～80目的粉末，即得Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃粉末；
第二步：Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃的制備
1)首先，按FeO：Li2O＝2：1的摩爾比將FeO與Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃粉末混合均勻得配合料；
2)然后，向配合料中加入配合料質(zhì)量0.05％的鐵屑后過50目標(biāo)準(zhǔn)篩得混合均勻的配合料；
3)然后，將配合料加入到已經(jīng)升溫至980℃的帶蓋剛玉坩堝中，熔制45min；
4)然后，將熔融的玻璃熔體迅速傾倒流入帶水冷卻雙輥的軋機(jī)上，經(jīng)過迅速冷卻軋制成為1.9mm的Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃碎片；
5)最后，將軋制的玻璃碎片收集后，放入聚氨酯球磨罐中球磨成300～500目的粉末，即得Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃粉末；
第三步：LiFePO4粉體的制備
1)首先，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)將17％的葡萄糖與83％的Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃粉末混合得混合物，再向其中加入混合物質(zhì)量30％的去離子水，再將其放入球磨機(jī)中球磨23min；
2)然后，將球磨后混合物風(fēng)干成粉末；
3)最后，將干燥的粉末放入石墨坩堝中，在通入氫氣和氮?dú)獾捏w積比為5：95的氣氛爐中，以9℃/min的升溫速率，升溫至820℃，保溫3.5h，再以10℃/min的冷卻速率，從820℃降溫至40℃以下得磷酸鐵鋰粉體。
實(shí)施例4
第一步：Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃的制備
1)首先，按1:1的摩爾比將Li2O和P2O5混合至均勻度大于98％，得到混合均勻的配合料；
2)其次，將配合料加入已經(jīng)升溫至880℃的鉑金坩堝中，熔制35min；
3)然后，使用鉑金攪拌槳對(duì)熔融的玻璃熔體攪拌10min，再在880℃保溫17min；
4)然后，將熔融的玻璃熔體迅速傾倒流入帶水冷卻雙輥的軋機(jī)上，經(jīng)過迅速冷卻軋制成為尺寸為1mm的Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃碎片；
5)最后，將軋制的玻璃碎片收集后，放入球磨罐中球磨成50～80目的粉末，即得Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃粉末；
第二步：Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃的制備
1)首先，按FeO：Li2O＝2：1的摩爾比將FeO與Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃粉末混合均勻得配合料；
2)然后，向配合料中加入配合料質(zhì)量0.01％的鐵屑后過50目標(biāo)準(zhǔn)篩得混合均勻的配合料；
3)然后，將配合料加入到已經(jīng)升溫至1050℃的帶蓋剛玉坩堝中，熔制50min；
4)然后，將熔融的玻璃熔體迅速傾倒流入帶水冷卻雙輥的軋機(jī)上，經(jīng)過迅速冷卻軋制成為3mm的Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃碎片；
5)最后，將軋制的玻璃碎片收集后，放入聚氨酯球磨罐中球磨成300～500目的粉末，即得Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃粉末；
第三步：LiFePO4粉體的制備
1)首先，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)將25％的葡萄糖與75％的Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃粉末混合得混合物，再向其中加入混合物質(zhì)量10％的去離子水，再將其放入球磨機(jī)中球磨30min；
2)然后，將球磨后混合物風(fēng)干成粉末；
3)最后，將干燥的粉末放入石墨坩堝中，在通入氫氣和氮?dú)獾捏w積比為5：95的氣氛爐中，以10℃/min的升溫速率，升溫至800℃，保溫2h，再以17℃/min的冷卻速率，從800℃降溫至40℃以下得磷酸鐵鋰粉體。
實(shí)施例5
第一步：Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃的制備
1)首先，按1:1的摩爾比將Li2O和P2O5混合至均勻度大于98％，得到混合均勻的配合料；
2)其次，將配合料加入已經(jīng)升溫至900℃的鉑金坩堝中，熔制55min；
3)然后，使用鉑金攪拌槳對(duì)熔融的玻璃熔體攪拌25min，再在900℃保溫15min；
4)然后，將熔融的玻璃熔體迅速傾倒流入帶水冷卻雙輥的軋機(jī)上，經(jīng)過迅速冷卻軋制成為尺寸為2.1mm的Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃碎片；
5)最后，將軋制的玻璃碎片收集后，放入球磨罐中球磨成50～80目的粉末，即得Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃粉末；
第二步：Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃的制備
1)首先，按FeO：Li2O＝2：1的摩爾比將FeO與Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃粉末混合均勻得配合料；
2)然后，向配合料中加入配合料質(zhì)量0.1％的鐵屑后過50目標(biāo)準(zhǔn)篩得混合均勻的配合料；
3)然后，將配合料加入到已經(jīng)升溫至1020℃的帶蓋剛玉坩堝中，熔制60min；
4)然后，將熔融的玻璃熔體迅速傾倒流入帶水冷卻雙輥的軋機(jī)上，經(jīng)過迅速冷卻軋制成為1mm的Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃碎片；
5)最后，將軋制的玻璃碎片收集后，放入聚氨酯球磨罐中球磨成300～500目的粉末，即得Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃粉末；
第三步：LiFePO4粉體的制備
1)首先，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)將19％的葡萄糖與81％的Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃粉末混合得混合物，再向其中加入混合物質(zhì)量24％的去離子水，再將其放入球磨機(jī)中球磨17min；
2)然后，將球磨后混合物風(fēng)干成粉末；
3)最后，將干燥的粉末放入石墨坩堝中，在通入氫氣和氮?dú)獾捏w積比為5：95的氣氛爐中，以7℃/min的升溫速率，升溫至760℃，保溫3h，再以13℃/min的冷卻速率，從760℃降溫至40℃以下得磷酸鐵鋰粉體。
實(shí)施例6
第一步：Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃的制備
1)首先，按1:1的摩爾比將Li2O和P2O5混合至均勻度大于98％，得到混合均勻的配合料；
2)其次，將配合料加入已經(jīng)升溫至860℃的鉑金坩堝中，熔制60min；
3)然后，使用鉑金攪拌槳對(duì)熔融的玻璃熔體攪拌30min，再在860℃保溫10min；
4)然后，將熔融的玻璃熔體迅速傾倒流入帶水冷卻雙輥的軋機(jī)上，經(jīng)過迅速冷卻軋制成為尺寸為1.9mm的Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃碎片；
5)最后，將軋制的玻璃碎片收集后，放入球磨罐中球磨成50～80目的粉末，即得Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃粉末；
第二步：Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃的制備
1)首先，按FeO：Li2O＝2：1的摩爾比將FeO與Li2O-P2O5二元系統(tǒng)玻璃粉末混合均勻得配合料；
2)然后，向配合料中加入配合料質(zhì)量0.09％的鐵屑后過50目標(biāo)準(zhǔn)篩得混合均勻的配合料；
3)然后，將配合料加入到已經(jīng)升溫至950℃的帶蓋剛玉坩堝中，熔制40min；
4)然后，將熔融的玻璃熔體迅速傾倒流入帶水冷卻雙輥的軋機(jī)上，經(jīng)過迅速冷卻軋制成為2.1mm的Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃碎片；
5)最后，將軋制的玻璃碎片收集后，放入聚氨酯球磨罐中球磨成300～500目的粉末，即得Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃粉末；
第三步：LiFePO4粉體的制備
1)首先，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)將10％的葡萄糖與90％的Li2O-FeO-P2O5三元系統(tǒng)母體微晶玻璃粉末混合得混合物，再向其中加入混合物質(zhì)量19％的去離子水，再將其放入球磨機(jī)中球磨26min；
2)然后，將球磨后混合物風(fēng)干成粉末；
3)最后，將干燥的粉末放入石墨坩堝中，在通入氫氣和氮?dú)獾捏w積比為5：95的氣氛爐中，以5℃/min的升溫速率，升溫至750℃，保溫4h，再以20℃/min的冷卻速率，從750℃降溫至40℃以下得磷酸鐵鋰粉體。
本發(fā)明的Li2O由分析純的碳酸鋰引入；P2O5由分析純的五氧化二磷、(NH4)2HPO4或(NH4)H2PO4引入；FeO由分析純的氧化亞鐵引入；鐵粉由分析純的鐵屑引入；葡萄糖由分析純的葡萄糖引入。
本發(fā)明利用二次高溫熔鑄的方法制備磷酸鐵鋰，彌補(bǔ)了其它工藝生產(chǎn)的磷酸鐵鋰導(dǎo)電性能差，產(chǎn)業(yè)化難度大的缺點(diǎn)。增加了磷酸鐵鋰的性能及單位體積的電容量。本發(fā)明所制備的磷酸鐵鋰可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明制備的磷酸鐵鋰均勻性好，能耗低，節(jié)能環(huán)保。