1.一種兩步共沉淀制備微-納多孔結(jié)構(gòu)磷酸鐵前驅(qū)體與磷酸鐵鋰正極材料的方法,其特征在于:步驟包括:第一反應(yīng)器內(nèi)連續(xù)快速制備納米級(jí)磷酸鐵一次顆粒前驅(qū)體;納米級(jí)磷酸鐵一次顆粒前驅(qū)體在第二反應(yīng)器內(nèi)聚合組裝生成微-納多孔結(jié)構(gòu)的微米級(jí)磷酸鐵二次顆粒;具有微-納結(jié)構(gòu)的微米級(jí)磷酸鐵二次顆粒混鋰和煅燒制備磷酸鐵鋰正極材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩步共沉淀制備微-納多孔結(jié)構(gòu)磷酸鐵前驅(qū)體與磷酸鐵鋰正極材料的方法,其特征在于:所述的第一反應(yīng)器內(nèi)連續(xù)快速制備納米級(jí)磷酸鐵一次顆粒前驅(qū)體的具體步驟包括:
(1.1)稱取磷酸鹽和三價(jià)鐵鹽溶于去離子水,分別配置成0.1mol/L~3mol/L的磷酸鹽溶液和0.1mol/L~3mol/L的三價(jià)鐵鹽溶液;將25-28%的濃氨水稀釋配置成0.1mol/L~3mol/L的稀氨水;
(1.2)采用蠕動(dòng)泵或計(jì)量泵將含磷酸鹽溶液和三價(jià)鐵鹽溶液注入到第一反應(yīng)器中,確保磷酸根與鐵離子的摩爾比為0.98~1.02:1;
(1.3)磷酸根離子與三價(jià)鐵離子在第一反應(yīng)器內(nèi)快速混合和反應(yīng),并爆發(fā)成核,生成納米級(jí)磷酸鐵鋰一次顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的兩步共沉淀制備微-納多孔結(jié)構(gòu)磷酸鐵前驅(qū)體與磷酸鐵鋰正極材料的方法,其特征在于:步驟(1.1)中所述的三價(jià)鐵鹽為硝酸鐵或氯化鐵;步驟(1.1)中所述的磷酸鹽為磷酸氫二銨、磷酸二氫銨或磷酸;步驟(1.2)中所述的第一反應(yīng)器為具有高強(qiáng)度微觀混合能力、實(shí)現(xiàn)爆發(fā)式成核的特性,如超聲波強(qiáng)化撞擊流反應(yīng)器、利用超聲波與撞擊流強(qiáng)化反應(yīng)物混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩步共沉淀制備微-納多孔結(jié)構(gòu)磷酸鐵前驅(qū)體與磷酸鐵鋰正極材料的方法,其特征在于:微-納多孔結(jié)構(gòu)的微米級(jí)磷酸鐵二次顆粒的具體制備步驟包括:
(2.1)將含有步驟(1.3)所制的納米級(jí)磷酸鐵鋰一次顆粒的母液置于第二反應(yīng)器,在攪拌速度為200-1500rpm的條件下繼續(xù)反應(yīng)1~60小時(shí);
(2.2)在此過(guò)程中,蠕動(dòng)泵以一定流速往反應(yīng)釜中通入磷酸鹽溶液和三價(jià)鐵鹽溶液,并緩慢加入稀氨水把pH值調(diào)控在1.5~2.2范圍;第二反應(yīng)器內(nèi)的溫度控制在50-70℃;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)液中有大量淡黃色沉淀生成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的兩步共沉淀制備微-納多孔結(jié)構(gòu)磷酸鐵前驅(qū)體與磷酸鐵鋰正極材料的方法,其特征在于:步驟(2.2)的一定流速為4.34-21.7ml/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的兩步共沉淀制備微-納多孔結(jié)構(gòu)磷酸鐵前驅(qū)體與磷酸鐵鋰正極材料的方法,其特征在于:步驟(2.1)中的第二反應(yīng)器為攪拌釜反應(yīng)器或泰勒反應(yīng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩步共沉淀制備微-納多孔結(jié)構(gòu)磷酸鐵前驅(qū)體與磷酸鐵鋰正極材料的方法,其特征在于:微-納結(jié)構(gòu)的微米級(jí)磷酸鐵二次顆?;熹嚨木唧w步驟包括:
(3.1)將前述步驟(2.2)所制得的淡黃色沉淀用去離子洗滌數(shù)次,并置于80-120℃的干燥箱中烘干,經(jīng)研磨粉碎獲得具有微-納多孔結(jié)構(gòu)的磷酸鐵前驅(qū)體粉體;
(3.2)將磷酸鐵前驅(qū)體粉體與鋰源化合物以1:0.98-1.08的摩爾比例混合,并在球磨機(jī)中以200-800rpm的轉(zhuǎn)速球磨0.5-8小時(shí),得到混合均勻的磷酸鐵與鋰源化合物混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的兩步共沉淀制備微-納多孔結(jié)構(gòu)磷酸鐵前驅(qū)體與磷酸鐵鋰正極材料的方法,其特征在于:步驟(3.2)中鋰源化合為氫氧化鋰或碳酸鋰。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩步共沉淀制備微-納多孔結(jié)構(gòu)磷酸鐵前驅(qū)體與磷酸鐵鋰正極材料的方法,其特征在于:煅燒制備磷酸鐵鋰正極材料的具體包括:
(4.1)將前述步驟(3.2)制備的磷酸鐵與鋰源化合物混合物與碳原化合物以磷酸鐵:碳源化合物=1:0.1-0.2的摩爾比例均勻混合;在氮?dú)饣蚱渌栊詺夥障?,?50-750℃高溫條件下煅燒3-20小時(shí),制得到微-納多孔結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰正極材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的兩步共沉淀制備微-納多孔結(jié)構(gòu)磷酸鐵前驅(qū)體與磷酸鐵鋰正極材料的方法,其特征在于:步驟(4.1)中的碳源化合物為淀粉、蔗糖或碳粉。