权利要求
所述磷酸铁锂正极材料包括一次颗粒A、一次颗粒B和一次颗粒C;
所述一次颗粒A、所述一次颗粒B和所述一次颗粒C的D50依次增加;
所述一次颗粒B和所述一次颗粒C的平均球形度为75-85%。
2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂正极材料，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
(1)所述一次颗粒A的D50为0.05-0.4μm;
(2)所述一次颗粒B的D50为0.4-1μm;
(3)所述一次颗粒C的D50为1-3μm;
(4)所述一次颗粒A中含有掺杂元素M1，M1元素质量占所述磷酸铁锂正极材料总质量的0.00015-0.003;所述一次颗粒B和所述一次颗粒C中含有掺杂元素M2，M2元素质量占所述磷酸铁锂正极材料总质量的0.0007-0.00425;
(5)所述磷酸铁锂正极材料的压实密度≥2.6g/cm3。
3.根据权利要求1所述的磷酸铁锂正极材料，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
(1)所述一次颗粒A的质量占所述磷酸铁锂正极材料总质量的15-30%;
(2)所述一次颗粒B和所述一次颗粒C的质量占所述磷酸铁锂正极材料总质量的70-85%;
(3)所述碳包覆层质量占所述磷酸铁锂正极材料总质量的0.5%-3%。
4.一种权利要求1-3任一项所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括：
将掺杂M1的磷酸铁、第一锂源、碳源A和水进行第一混合、第一研磨，得到第一浆料;将所述第一浆料进行第一喷雾干燥，得到第一前驱体微球;在保护气氛下，将所述第一前驱体微球进行第一烧结，得到一次颗粒a;
将磷酸铁、第二锂源、碳源B、水和添加剂进行第二混合、第二研磨，得到第二浆料;将所述第二浆料进行第二喷雾干燥，得到第二前驱体微球;
将部分所述第二前驱体微球进行第二烧结，得到一次颗粒b;将另一部分所述第二前驱体微球进行第三烧结，得到一次颗粒c;所述第二烧结的终点温度低于所述第三烧结的终点温度;
将所述一次颗粒a和修复浆料进行第三混合、第三研磨，得到第一混合料;将所述第一混合料、所述一次颗粒b和所述一次颗粒c进行第四混合、第四研磨，得到第二混合料;将所述第二混合料进行第三喷雾干燥、第四烧结，得到磷酸铁锂正极材料;
所述修复浆料包括磷酸铁、第三锂源、碳源C和含磷烧结助剂。
5.根据权利要求4所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
(1)所述掺杂M1的磷酸铁中M1的掺杂量为3138-10460ppm;
(2)所述第一锂源、所述第二锂源和所述第三锂源各自独立的包括碳酸锂和/或氢氧化锂;
(3)所述碳源A包括葡萄糖、果糖和木糖中的至少一种;
(4)所述碳源B包括蔗糖、麦芽糖和淀粉中的至少一种;
(5)所述添加剂包括二氧化钛、五氧化二钒和氧化镁中的至少一种;
(6)所述碳源C包括糖类化合物和聚乙二醇组成的复合碳源;所述糖类化合物包括蔗糖和葡萄糖;所述糖类化合物和所述聚乙二醇的质量比为1-4：6-9;
(7)所述含磷烧结助剂包括磷酸、磷酸二氢锂、磷酸二氢铵、磷酸酯、焦磷酸、多聚磷酸中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
(1)所述掺杂M1的磷酸铁中的金属摩尔量和所述第一锂源中的锂的摩尔量的比值为1-1.05：1;
(2)所述碳源A的质量和所述掺杂M1的磷酸铁的质量的比值为4-6：100;
(3)所述第一浆料的固含量为35-45%;
(4)所述第一浆料的D50≤0.3μm;
(5)所述第二混合中的所述磷酸铁中的Fe摩尔量和所述第二锂源中的锂的摩尔量的比值为1-1.05：1;
(6)所述碳源B的质量和所述磷酸铁的质量的比值为2.5-4：100;
(7)所述添加剂以掺杂元素计，掺杂元素质量占所述第二混合中所述磷酸铁的质量的1046-5230ppm;
(8)所述第二浆料的固含量为35-45%;
(9)所述第二浆料的D50为0.4-0.6μm;
(10)进行所述第四混合的所述一次颗粒a、所述一次颗粒b和所述一次颗粒c的质量比为20-35：35-60：15-30;
(11)所述第二混合料中所述含磷烧结助剂中磷的摩尔量占所述一次颗粒a、所述一次颗粒b和所述一次颗粒c的总摩尔量的0.2%-1%;
(12)所述第二混合料中所述碳源C的质量占所述一次颗粒a的质量的8-12%;
(13)所述第二混合料中磷酸铁的质量为所述一次颗粒a、所述一次颗粒b和所述一次颗粒c的总质量的5-10%。
7.根据权利要求4-6任一项所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，满足以下条件中的至少一个：
(1)所述第一喷雾干燥、所述第二喷雾干燥和所述第三喷雾干燥的进风温度各自独立的为200-220℃，出风温度各自独立的为90-110℃;
(2)所述第一烧结包括依次进行的低温烧结和高温烧结;所述低温烧结的升温速率为3-5℃/min，终点温度为350-450℃，保温时间为0.5-1h;所述高温烧结的升温速率为2-3℃/min，终点温度为500-600℃，保温时间为8-12h;
(3)所述第二烧结的终点温度为650-700℃，保温时间为5-8h;
(4)所述第三烧结的终点温度为730-780℃，保温时间为6-9h;
(5)所述第三研磨的转速为900-1300 rpm;
(6)所述第四研磨的转速为200-600rpm;
(7)所述第四烧结包括依次进行的一段烧结、二段烧结和三段烧结;所述一段烧结的终点温度为400-550℃，时间为0.5-1h;所述二段烧结的终点温度为550-700℃，时间为5-7h;所述三段烧结的终点温度为700-780℃，时间为2-4h。
8.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的磷酸铁锂正极材料。
9.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求8所述的锂离子电池。
说明书
技术领域
[0001]本申请涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种磷酸铁锂正极材料及其制备方法、锂离子电池和用电设备。
背景技术
[0002]磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料因其高安全性与长循环寿命，在动力及储能电池领域应用广泛。提升其体积能量密度是产业发展的核心方向之一，而构建颗粒级配以优化粉体堆积密度，是实现这一目标的关键技术路径。
[0003]例如，专利文本CN121180971A的专利代表了两级级配的典型方案，其将分别制备的两种不同粒径、不同铁源的磷酸铁锂前驱体进行物理混合后一次共烧结。该方案虽意图明确，但存在固有缺陷：物理混合过程易破坏颗粒表面的碳包覆层，且相同的烧结条件下，不同尺寸、不同来源的颗粒收缩与致密化行为难以协同，小颗粒可能已过度烧结、粘连甚至长大，而大颗粒尚未完成充分致密化，难以形成理想堆积结构。
[0004]为追求更优的堆积密度，三级级配成为新的研究方向。如专利文本CN120423517B的专利，其将同一原料浆料分为三份，经独立研磨、干燥和预烧结后，再将得到的三份不同粒径的预烧料混合并进行二次烧结。该方案虽然明确实现了三级颗粒的制备，但其工艺本质是“先分后合”的物理组合，需重复三次干燥与烧结流程，能耗高、效率低，且最终仍依赖物理混合与共烧结，未能解决不同预烧料颗粒间界面融合性差的根本问题。
[0005]由此可见，现有技术方案呈现出一种矛盾：追求级配精细度(如三级)往往以牺牲工艺简洁性与经济性为代价，而追求工艺简化则可能受限于级配结构的粗糙。现有技术中，颗粒间的界面融合较弱，电化学性能受限。其制备方法均依赖于将预先分别制得的颗粒进行物理混合，在后续的一次或二次烧结中，不同来源的颗粒之间仅能形成有限的点接触或较弱的烧结颈，难以实现牢固的化学键合或充分的原子扩散。这种弱界面结合会导致材料内部电子和离子传输阻抗升高，影响倍率性能，并在长期循环过程中因体积膨胀收缩而易发生界面脱离，导致容量加速衰减。此外，现有技术对关键颗粒形貌也缺乏主动、有效的优化手段。其方案主要关注于生成尺寸差异化的颗粒，但对于如何改善颗粒本身的形貌，尤其是使在高温下易产生棱角、表面粗糙的大颗粒变得圆润光滑，缺乏有效的工艺干预。粗糙且有棱角的颗粒会降低粉体流动性，限制压实密度的进一步提升，同时尖锐的棱角在电池制造和循环过程中可能带来安全隐患(如刺穿隔膜)并加剧副反应。现有技术均未提供一种在级配制备过程中同步实现颗粒表面圆润化的解决方案。
[0006]因此，本领域亟需一种能够突破上述矛盾的创新方案，其应能够在不显著增加工艺复杂度的前提下，强化不同尺寸颗粒间的界面结合以提升电性能;并能够主动调控和优化颗粒形貌(尤其是提高球形度)，从而在实现高压实密度的同时，保障材料优异的加工性能、结构稳定性和长循环寿命。
发明内容
[0007]本申请的目的在于提供一种磷酸铁锂正极材料及其制备方法、锂离子电池和用电设备，以解决现有磷酸铁锂材料级配工艺复杂、颗粒形貌(尤其是大颗粒)粗糙、棱角多以及颗粒间仅为弱物理界面结合的问题。
[0008]为实现以上目的，本申请第一方面提供一种磷酸铁锂正极材料，包括内核和包覆于所述内核表面的碳包覆层;内核中含有掺杂元素M1和M2，M1选自Ti、Nb、V、W中的至少一种，M2选自Ti、V、Mg中的至少一种;
所述磷酸铁锂正极材料包括一次颗粒A、一次颗粒B和一次颗粒C;
所述一次颗粒A、所述一次颗粒B和所述一次颗粒C的D50依次增加;
所述一次颗粒B和所述一次颗粒C的平均球形度为75-85%。
[0009]可选地，所述的磷酸铁锂正极材料满足以下条件中的至少一个：
(1)所述一次颗粒A的D50为0.05-0.4μm;
(2)所述一次颗粒B的D50为0.4-1μm;
(3)所述一次颗粒C的D50为1-3μm;
(4)所述一次颗粒A中含有掺杂元素M1，M1元素质量占所述磷酸铁锂正极材料总质量的0.00015-0.003;所述一次颗粒B和所述一次颗粒C中含有掺杂元素M2，M2元素质量占所述磷酸铁锂正极材料总质量的0.0007-0.00425;(5)所述磷酸铁锂正极材料的压实密度≥2.6g/cm3。
[0010]可选地，所述的磷酸铁锂正极材料满足以下条件中的至少一个：
(1)所述一次颗粒A的质量占所述磷酸铁锂正极材料总质量的15-30%;
(2)所述一次颗粒B和所述一次颗粒C的质量占所述磷酸铁锂正极材料总质量的70-85%;
(3)所述碳包覆层质量占所述磷酸铁锂正极材料总质量的0.5%-3%。
[0011]本申请第二方面提供一种所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括：
将掺杂M1的磷酸铁、第一锂源、碳源A和水进行第一混合、第一研磨，得到第一浆料;将所述第一浆料进行第一喷雾干燥，得到第一前驱体微球;在保护气氛下，将所述第一前驱体微球进行第一烧结，得到一次颗粒a;
将磷酸铁、第二锂源、碳源B、水和添加剂进行第二混合、第二研磨，得到第二浆料;将所述第二浆料进行第二喷雾干燥，得到第二前驱体微球;
将部分所述第二前驱体微球进行第二烧结，得到一次颗粒b;将另一部分所述第二前驱体微球进行第三烧结，得到一次颗粒c;所述第二烧结的终点温度低于所述第三烧结的终点温度;
将所述一次颗粒a和修复浆料进行第三混合、第三研磨，得到第一混合料;将所述第一混合料、所述一次颗粒b和所述一次颗粒c进行第四混合、第四研磨，得到第二混合料;将所述第二混合料进行第三喷雾干燥、第四烧结，得到磷酸铁锂正极材料;
所述修复浆料包括磷酸铁、第三锂源、碳源C和含磷烧结助剂。
[0012]可选地，磷酸铁锂正极材料的制备方法满足以下条件中的至少一个：
(1)所述掺杂M1的磷酸铁中M1的掺杂量为3138-10460ppm;
(2)所述第一锂源、所述第二锂源和所述第三锂源各自独立的包括碳酸锂和/或氢氧化锂;
(3)所述碳源A包括葡萄糖、果糖和木糖中的至少一种;
(4)所述碳源B包括蔗糖、麦芽糖和淀粉中的至少一种;
(5)所述添加剂包括二氧化钛、五氧化二钒和氧化镁中的至少一种;
(6)所述碳源C包括糖类化合物和聚乙二醇组成的复合碳源;所述糖类化合物包括蔗糖和葡萄糖;所述糖类化合物和所述聚乙二醇的质量比为1-4：6-9;
(7)所述含磷烧结助剂包括磷酸、磷酸二氢锂、磷酸二氢铵、磷酸酯、焦磷酸、多聚磷酸中的至少一种。
[0013]可选地，所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法满足以下条件中的至少一个：
(1)所述掺杂M1的磷酸铁中的金属摩尔量和所述第一锂源中的锂的摩尔量的比值为1-1.05：1;
(2)所述碳源A的质量和所述掺杂M1的磷酸铁的质量的比值为4-6：100;
(3)所述第一浆料的固含量为35-45%;
(4)所述第一浆料的D50≤0.3μm;
(5)所述磷酸铁中的Fe摩尔量和所述第二锂源中的锂的摩尔量的比值为1-1.05：1;
(6)所述碳源B的质量和所述磷酸铁的质量的比值为2.5-4：100;
(7)所述添加剂占以掺杂元素计，掺杂元素质量所述第二混合中所述磷酸铁的质量的1046-5230ppm;
(8)所述第二浆料的固含量为35-45%;
(9)所述第二浆料的D50为0.4-0.6μm;
(10)进行所述第四混合的所述一次颗粒a、所述一次颗粒b和所述一次颗粒c的质量比为20-35：35-60：15-30;
(11)所述第二混合料中所述含磷烧结助剂中磷的摩尔量占所述一次颗粒a、所述一次颗粒b和所述一次颗粒c的总摩尔量的0.2%-1%;
(12)所述第二混合料中所述碳源C的质量占所述一次颗粒a的质量的8-12%;
(13)所述第二混合料中磷酸铁的质量为所述一次颗粒a、所述一次颗粒b和所述一次颗粒c的总质量的5-10%。。
[0014]可选地，所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法满足以下条件中的至少一个：
(1)所述第一喷雾干燥、所述第二喷雾干燥和所述第三喷雾干燥的进风温度各自独立的为200-220℃，出风温度各自独立的为90-110℃;
(2)所述第一烧结包括依次进行的低温烧结和高温烧结;所述低温烧结的升温速率为3-5℃/min，终点温度为350-450℃，保温时间为0.5-1h;所述高温烧结的升温速率为2-3℃/min，终点温度为500-600℃，保温时间为8-12h;
(3)所述第二烧结的终点温度为650-700℃，保温时间为5-8h;
(4)所述第三烧结的终点温度为730-780℃，保温时间为6-9h;
(5)所述第三研磨的转速为900-1300 rpm;
(6)所述第四研磨的转速为200-600rpm;
(7)所述第四烧结包括依次进行的一段烧结、二段烧结和三段烧结;所述一段烧结的终点温度为400-550℃，时间为0.5-1h;所述二段烧结的终点温度为550-700℃，时间为5-7h;所述三段烧结的终点温度为700-780℃，时间为2-4h。
[0015]本申请第三方面提供一种锂离子电池，包括所述的磷酸铁锂正极材料。
[0016]本申请第四方面提供一种用电设备，包括所述的锂离子电池。
[0017]与现有技术相比，本申请的有益效果包括：
本申请提供的磷酸铁锂正极材料，一次颗粒C作为结构骨架，一次颗粒B负责贡献主要的容量，并填充一次颗粒C骨架间的较大空隙，同时连接一次颗粒C和一次颗粒A;一次颗粒A作为活性功能单元与微填充剂，负责修复、填充一次颗粒B和一次颗粒C的表面;一次颗粒B和一次颗粒C具有高的球形度，且表面光滑;上述三级一次颗粒的级配结构与高球形度，使得磷酸铁锂正极材料表现出优异的粉体堆积性能。
[0018]本申请提供的磷酸铁锂正极材料的制备方法，提供了一种“分级构建-解离重组-化学融合”制备方法，通过差异化的第一烧结、第二烧结和第三烧结的工艺，精准构建三种特定一次颗粒尺寸的“结构单元”(即一次颗粒a、一次颗粒b和一次颗粒c);其次，通过设计的第三研磨和第四研磨步骤，将这些“结构单元”解离，释放目标一次颗粒，并与修复原料(指修复浆料中的能够生成磷酸铁锂的原料，包括磷酸铁、第三锂源、碳源C)实现液相下的精细、均匀混合;最后，利用含磷烧结助剂与碳源C的协同作用，在第四烧结中驱动物质定向迁移，实现大、中颗粒(一次颗粒B和一次颗粒C)的表面原位修复、圆润化，以及三级颗粒间的界面化学键合，从而同步获得高压实密度、优异电化学性能和高结构稳定性的产品。
[0019]本申请提供的锂离子电池和用电设备，电化学性能优异、稳定性好。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对本申请范围的限定。
[0021]图1为实施例1提供的磷酸铁锂正极材料的放大5000倍的SEM图;
图2为实施例1提供的磷酸铁锂正极材料经过离子切割后的放大5000倍的剖面SEM图。
具体实施方式
[0022]首先，对本申请提供的方案进行更为详细的解释，具体如下：
本申请第一方面提供一种磷酸铁锂正极材料，包括内核和包覆于所述内核表面的碳包覆层;内核中含有掺杂元素M1和M2，M1选自Ti、Nb、V、W中的至少一种，M2选自Ti、V、Mg中的至少一种;
掺杂元素起到晶格钉扎、抑制晶粒生长的核心作用;若掺杂量低，抑制效果不足，一次颗粒易长大;掺杂量高，可能引入杂相，影响电化学活性;
所述磷酸铁锂正极材料包括一次颗粒A、一次颗粒B和一次颗粒C;
所述一次颗粒A、所述一次颗粒B和所述一次颗粒C的D50依次增加;
所述一次颗粒B和所述一次颗粒C的平均球形度为75-85%。
[0023]可选地，一次颗粒B和一次颗粒C的平均球形度可以为75%、80%、85%或者75-85%之间的任意值。
[0024]在一些实施例中，所述的磷酸铁锂正极材料满足以下条件中的至少一个：
(1)所述一次颗粒A的D50为0.05-0.4μm;
可选地，一次颗粒A的D50可以为0.05μm、0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm、0.35μm、0.4μm或者0.05-0.4μm之间的任意值;
(2)所述一次颗粒B的D50为0.4-1μm;
可选地，一次颗粒B的D50可以为0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、0.9μm、1μm或者0.4-1μm之间的任意值;
(3)所述一次颗粒C的D50为1-3μm;
可选地，一次颗粒C的D50可以为1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm或者1-3μm之间的任意值;
(4)所述一次颗粒A中含有掺杂元素M1，M1元素质量占所述磷酸铁锂正极材料总质量的0.00015-0.003;
可选地，一次颗粒A中M1元素质量可以占磷酸铁锂正极材料总质量的0.00015、0.0005、0.001、0.002、0.003或者0.00015-0.003之间的任意值;
所述一次颗粒B和所述一次颗粒C中的M2元素质量占所述磷酸铁锂正极材料总质量的0.0007-0.00425;
可选地，一次颗粒B和一次颗粒C中的M2元素质量可以占磷酸铁锂正极材料总质量的0.0007、0.001、0.002、0.003、0.004、0.00425或者0.0007-0.00425之间的任意值;
(5)所述磷酸铁锂正极材料的压实密度≥2.6g/cm3。
[0025]可选地，磷酸铁锂正极材料的压实密度可以为2.6 g/cm3、2.65 g/cm3、2.67g/cm3或者≥2.6g/cm3的任意值。
[0026]在一些实施例中，所述的磷酸铁锂正极材料满足以下条件中的至少一个：
(1)所述一次颗粒A的质量占所述磷酸铁锂正极材料总质量的15-30%;
可选地，一次颗粒A的质量可以占磷酸铁锂正极材料总质量的15%、20%、25%、30%或者15-30%之间的任意值;
(2)所述一次颗粒B和所述一次颗粒C的质量占所述磷酸铁锂正极材料总质量的70-85%;
可选地，一次颗粒B和一次颗粒C的质量可以占磷酸铁锂正极材料总质量的70%、75%、80%、85%或者70-85%之间的任意值;
(3)所述碳包覆层质量占所述磷酸铁锂正极材料总质量的0.5%-3%。
[0027]可选地，碳包覆层质量可以占磷酸铁锂正极材料总质量的0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%或者0.5-3%之间的任意值。
[0028]本申请第二方面提供一种所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括：
将掺杂M1的磷酸铁、第一锂源、碳源A和水进行第一混合、第一研磨，得到第一浆料;将所述第一浆料进行第一喷雾干燥，得到第一前驱体微球;在保护气氛下，将所述第一前驱体微球进行第一烧结，得到一次颗粒a;
在一些实施例中，本申请提供的制备方法中，采用氧化锆珠作为研磨介质，进行高强度砂磨，第一研磨的高能研磨旨在打散前驱体团聚，为生成细小颗粒创造基础，并促进碳源均匀分散;
将磷酸铁、第二锂源、碳源B、水和添加剂进行第二混合、第二研磨，得到第二浆料;将所述第二浆料进行第二喷雾干燥，得到第二前驱体微球;
将部分所述第二前驱体微球进行第二烧结，得到一次颗粒b;将另一部分所述第二前驱体微球进行第三烧结，得到一次颗粒c;所述第二烧结的终点温度低于所述第三烧结的终点温度;
需要注意的是，不添加造孔剂，仅通过控制第二烧结和第三烧结的最终温度(设置至少两个不同的、特定的高温点)，利用温度对晶粒生长(Ostwald熟化)速率的决定性影响，以最简变量实现颗粒尺寸的精准分化，使该同源前驱体在差异化热历程下，自发形成具有不同一次颗粒尺寸的一次颗粒b与一次颗粒c;该步骤简化工艺，从而奠定了三级一次颗粒级配的基础;
将所述一次颗粒a和修复浆料进行第三混合、第三研磨，得到混合料;将所述第一混合料、所述一次颗粒b和所述一次颗粒c进行第四混合、第四研磨，得到第二混合料;
需要注意的是，经过第四研磨后的完全解离的一次颗粒b和一次颗粒c，以及表面附着修复原料的一次颗粒a，三者均匀分散在含有含磷烧结助剂和碳源C的液相中，在液相中实现了三级一次颗粒尺度上的精细、均匀分散;
将所述第二混合料进行第三喷雾干燥、第四烧结，得到磷酸铁锂正极材料;
需要注意的是，第四烧结因外延生长，有部分一次颗粒a、一次颗粒b和一次颗粒c可能熔融在一起，导致最终二次烧结粉碎后的一次颗粒A、一次颗粒B和一次颗粒C的尺寸，会略大于一次颗粒a、一次颗粒b和一次颗粒c的尺寸;通过第四烧结，将均匀混合的三级颗粒“熔合”成一个高性能整体;
所述复合浆料包括磷酸铁、第三锂源、碳源C和含磷烧结助剂。
[0029]需要注意的是，复合浆料中的磷酸铁包括高活性磷酸铁，是可在第四烧结中发生反应的无定形或高比表纳米磷酸铁;
含磷烧结助剂提供H+，温和刻蚀所有颗粒表面(尤其是一次颗粒a)，增加表面羟基密度和反应活性位点;且还能调节浆料pH及zeta电位，防止颗粒团聚，确保微观均匀性;含磷烧结助剂的分子吸附在一次颗粒表面及接触界面，在后续烧结中分解，局部产生P2O5气氛能够加速物质扩散，驱动修复原料向表面能最高的大、中颗粒表面(棱角、凹陷处)迁移并外延生长;
还需注意的是，磷酸铁锂正极材料中可能含有微量的、来源于含磷液相烧结助剂的残留磷，其以非晶态磷酸锂或与碳复合的形式存在于颗粒界面，磷元素的摩尔含量不超过磷酸铁锂正极材料总磷摩尔量的1%。
[0030]在一些实施例中，磷酸铁锂正极材料的制备方法满足以下条件中的至少一个：
(1)所述掺杂M1的磷酸铁中M1的掺杂量为3138-10460ppm;
可选地，掺杂M1的磷酸铁中M1的掺杂量可以为3138 ppm、5000 ppm、10460 ppm或者3138-10460 ppm的任意值;
需要注意的是，使用预掺杂的磷酸铁有利于实现原子级的均匀掺杂，后续烧结成为磷酸铁锂时，掺杂元素能均匀、稳定地占据目标晶格位置，更有效地阻碍颗粒长大，从而实现获得尺寸细小、均一的一次颗粒A;
(2)所述第一锂源、所述第二锂源和所述第三锂源各自独立的包括碳酸锂和/或氢氧化锂;
(3)所述碳源A包括葡萄糖、果糖和木糖中的至少一种;
需要注意的是，碳源A作为低温分解碳源(起始分解温度~140℃)，可在升温早期形成均匀还原气氛，确保Fe3+充分还原为Fe2+，其早期碳化产物还能物理隔离颗粒;
(4)所述碳源B包括蔗糖、麦芽糖和淀粉中的至少一种;
需要注意的是，碳源B选择分解温度较高的双糖或多糖，如蔗糖的分解温度范围为300~600℃;使用碳源B避免了过早或过强的还原气氛对颗粒结构的剧烈影响，更有利于通过烧结温度调控生成尺寸不同的一次颗粒B和一次颗粒C;
(5)所述添加剂包括二氧化钛、五氧化二钒和氧化镁中的至少一种;
需要注意的是，添加剂能保证一次颗粒B和一次颗粒C的电化学性能;
(6)所述碳源C包括糖类化合物和聚乙二醇组成的复合碳源;所述糖类化合物包括蔗糖和葡萄糖;所述糖类化合物和所述聚乙二醇的质量比为1-4：6-9;
可选地，糖类化合物和聚乙二醇的质量比可以为1：6、2：6、3：6、4：6、1：7、1：8、1：9、4：9或者1-4：6-9之间的任意值;
需要注意的是，碳源C中的双碳源体系有助于形成厚度更均一、覆盖更完整的碳层，减少导电盲点;聚乙二醇(PEG)衍生的碳结构与基体结合更紧密，可有效缓冲循环过程中的体积变化应力，减少活性物质与导电碳层的脱离;PEG在浆料中促进分散，在碳化初期形成粘结性过渡层;糖类化合物提供主碳源;两者协同，在已完成外延生长、界面结合更紧密的颗粒之间，形成连续、致密且附着力强的三维导电碳网络;
(7)所述含磷烧结助剂包括磷酸、磷酸二氢锂、磷酸二氢铵、磷酸酯、焦磷酸、多聚磷酸中的至少一种。
[0031]在一些实施例中，所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法满足以下条件中的至少一个：
(1)所述掺杂M1的磷酸铁中的金属摩尔量和所述第一锂源中的锂的摩尔量的比值为1-1.05：1;
可选地，掺杂M1的磷酸铁中的金属摩尔量和第一锂源中的锂的摩尔量的比值可以为1：1、1.01：1、1.02：1、1.03：1、1.04：1、1.05：1或者1-1.05：1之间的任意值;
需要注意的是，此略高于化学计量的锂可补偿烧结过程中的锂挥发，确保反应完全;比例低于1.00可能导致残存的Fe2O3等杂相，降低容量;高于1.05则可能生成Li3PO4等惰性相;
(2)所述碳源A的质量和所述掺杂M1的磷酸铁的质量的比值为4-6：100;
可选地，碳源A的质量和掺杂M1的磷酸铁的质量的比值可以为4：100、5：100、6：100或者4-6：100之间的任意值;
(3)所述第一浆料的固含量为35-45%;
可选地，第一浆料的固含量可以为35%、40%、45%或者35-45%之间的任意值;
(4)所述第一浆料的D50≤0.3μm;
可选地，第一浆料的D50可以为0.1μm、0.2μm、0.3μm或者≤0.3μm的任意值;
(5)所述磷酸铁中的Fe摩尔量和所述第二锂源中的锂的摩尔量的比值为1-1.05：1;
可选地，磷酸铁中的Fe摩尔量和所述第二锂源中的锂的摩尔量的比值可以为1：1、1.01：1、1.02：1、1.03：1、1.04：1、1.05：1或者1-1.05：1之间的任意值;
(6)所述碳源B的质量和所述磷酸铁的质量的比值为2.5-4：100;
可选地，碳源B的质量和磷酸铁的质量的比值可以为2.5：100、3：100、3.5：100、4：100或者2.5-4：100之间的任意值;
(7)所述添加剂占以掺杂元素计，掺杂元素质量所述第二混合中所述磷酸铁的质量的1046-5230ppm;
可选地，添加剂可以占第二混合中所述磷酸铁的质量的1046 ppm、2000 ppm、3000ppm、4000 ppm、5230 ppm或者1046-5230 ppm之间的任意值;
(8)所述第二浆料的固含量为35-45%;
可选地，第二浆料的固含量可以为35%、40%、45%或者35-45%之间的任意值;
(9)所述第二浆料的D50为0.4-0.6μm;
可选地，第二浆料的D50可以为0.4μm、0.5μm、0.6μm或者0.4-0.6μm之间的任意值;
需要注意的是，第二矿浆的D50为0.4-0.6μm时，经过喷雾干燥得到的第二前驱体微球，在后续第三烧结时可形成适宜的多孔结构;
(10)进行所述第四混合的所述一次颗粒a、所述一次颗粒b和所述一次颗粒的质量比为20-35：35-60：15-30;
可选地，进行第四混合的一次颗粒a、一次颗粒b和一次颗粒的质量比可以为(20：35：15)、(30：35：15)、(35：35：15)、(20：60：15)、(20：35：30)、(35：60：30)或者20-35：35-60：15-30之间的任意值;
需要注意的是，一次颗粒C作为结构骨架，当其中间物一次颗粒c的添加比例过低时，则骨架支撑作用弱，压实密度低;过高则会因大颗粒自身尺寸大且比表面积小，导致容量降低;一次颗粒B是容量主体与连接桥梁，负责贡献主要容量;一次颗粒A作为活性功能单元与微填充剂，负责修复、填充一次颗粒B和一次颗粒B的表面，一次颗粒A的中间物一次颗粒a的添加比例过低时，则修复和填充效果不显著，导电网络优化不足，过高则可能导致颗粒过细，影响加工性能，并可能使整体粒度分布偏离最优级配;当第四混合的一次颗粒a、一次颗粒b和一次颗粒c的质量比为20-35：35-60：15-30时，实现了堆积密度、活性物质占比和离子传输通道的最优平衡;
(11)所述第二混合料中所述含磷烧结助剂中磷的摩尔量占所述一次颗粒a、所述一次颗粒b和所述一次颗粒c的总摩尔量的0.2%-1%;
可选地，第二混合料中含磷烧结助剂中磷的摩尔量占一次颗粒a、一次颗粒b和一次颗粒c的总摩尔量的0.2%、0.5%、1%或者0.2%-1%之间的任意值;
优选地，所述第二混合料中所述含磷烧结助剂中磷的摩尔量占所述一次颗粒a、所述一次颗粒b和所述一次颗粒c的总摩尔量的0.3%-0.5%;
(12)所述第二混合料中所述碳源C的质量占所述一次颗粒a的质量的8-12%;
可选地，第二混合料中碳源C的质量占一次颗粒a的质量的8%、10%、12%或者8-12%之间的任意值;
(13)所述第二混合料中磷酸铁的质量为所述一次颗粒a、所述一次颗粒b和所述一次颗粒c的总质量的5-10%。
[0032]可选地，第二混合料中磷酸铁的质量可以为一次颗粒a、一次颗粒b和一次颗粒c的总质量的5%、6%、7%、8%、9%、10%或者5-10%之间的任意值。
[0033]在一些实施例中，所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法满足以下条件中的至少一个：
(1)所述第一喷雾干燥、所述第二喷雾干燥和所述第三喷雾干燥的进风温度各自独立的为200-220℃，出风温度各自独立的为90-110℃;
可选地，第一喷雾干燥、第二喷雾干燥和第三喷雾干燥的进风温度各自独立的可以为200℃、210℃、220℃或者200-220℃之间的任意值，出风温度各自独立的可以为90℃、100℃、110℃或者90-110℃之间的任意值;
需要注意的是，在上述喷雾干燥的条件下，得到流动性好的前驱体微球;
(2)所述第一烧结包括依次进行的低温烧结和高温烧结;所述低温烧结的升温速率为3-5℃/min，终点温度为350-450℃，保温时间为0.5-1h;所述高温烧结的升温速率为2-3℃/min，终点温度为500-600℃，保温时间为8-12h;
可选地，低温烧结的升温速率可以为3℃/min、4℃/min、5℃/min或者3-5℃/min之间的任意值，终点温度可以为350℃、400℃、450℃或者350-450℃之间的任意值，保温时间可以为0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h、1h或者0.5-1h之间的任意值;高温烧结的升温速率可以为2℃/min、2.5℃/min、3℃/min或者2-3℃/min之间的任意值，终点温度可以为500℃、550℃、600℃或者500-600℃之间的任意值，保温时间可以为8h、9h、10h、11h、12h或者8-12h之间的任意值;
需要注意的是，金属元素掺杂与低温烧结的协同作用：高电价、小半径的金属离子能抑制晶粒生长，叠加碳源A早期碳层的物理隔离以及相对较低的高温烧结温度(500-600℃)，三重抑制晶粒生长，同时最大限度地抑制晶粒的Ostwald熟化生长，最终得到由大量0.05-0.2μm细小一次颗粒团聚而成的小颗粒烧结球(一次颗粒a)，此单元具有高比表面积、高表面能，是后续的“活性晶种”;若温度过高(>600℃)，抑制效应将被热力学驱动力克服，颗粒粗化;
(3)所述第二烧结的终点温度为650-700℃，保温时间为5-8h;
可选地，第二烧结的终点温度可以为650℃、660℃、670℃、680℃、690℃、700℃或者650-700℃之间的任意值，保温时间可以为5h、6h、7h、8h或者5-8h之间的任意值;
需要注意的是，在第二烧结的温度条件下，碳源B碳化提供还原气氛，形成由0.4-0.8μm一次颗粒团聚而成的中颗粒烧结球(一次颗粒b)，其一次颗粒尺寸适中，作为级配体系的“主体”;
(4)所述第三烧结的终点温度为730-780℃，保温时间为6-9h;
可选地，第三烧结的终点温度可以为730℃、740℃、750℃、760℃、770℃、780℃或者730-780℃之间的任意值，保温时间可以为6h、7h、8h、9h或者6-9h之间的任意值;
需要注意的是，相较第二烧结，第三烧结具有更高的温度，驱动一次颗粒融合生长至0.8-1.4μm，得到粗大一次颗粒团聚而成的大颗粒烧结球(一次颗粒c)，其一次颗粒尺寸大，作为级配的“骨架”;
还需注意的是，使用同一来源的前驱体和碳源，仅通过精确控制单一变量(烧结终温)来获得两种尺寸不同的颗粒(一次颗粒b和一次颗粒c)，碳源B选择分解温度较高的双糖或多糖，避免了过早或过强的还原气氛对颗粒结构的剧烈影响，更有利于通过烧结温度调控生成尺寸不同的一次颗粒B和一次颗粒C;
(5)所述第三研磨的转速为900-1300 rpm;
可选地，第三研磨的转速可以为900 rpm、1000 rpm、1100 rpm、1200 rpm、1300rpm或者900-1300 rpm之间的任意值;
需要注意的是，第三研磨的目的是将一次颗粒a打散，释放出细小的一次颗粒，并为其后续的“修复”与“融合”创造条件;将磷酸铁等高活性原料研磨至极细并强力附着在一次颗粒a、表面;还能将含磷烧结助剂均匀分散，起到刻蚀、活化颗粒和稳定浆料的作用;
(6)所述第四研磨的转速为200-600rpm;
需要注意的是，第四研磨为低强度二次研磨，此过程主要利用剪切力和轻微冲击力，将这两种烧结球(一次颗粒b和一次颗粒c)解离，释放出其中的中、大一次颗粒，同时避免其自身被过度破碎;
(7)所述第四烧结包括依次进行的一段烧结、二段烧结和三段烧结;所述一段烧结的终点温度为400-550℃，时间为0.5-1h;所述二段烧结的终点温度为550-700℃，时间为5-7h;所述三段烧结的终点温度为700-780℃，时间为2-4h。
[0034]可选地，一段烧结的终点温度可以为400℃、450℃、500℃、550℃或者400-550℃之间的任意值，时间可以为0.5h、0.6 h、0.7 h、0.8 h、0.9 h、1 h或者0.5-1 h之间的任意值;二段烧结的终点温度可以为550℃、600℃、650℃、700℃或者550-700℃之间的任意值，时间可以为5h、6h、7h或者5-7h之间的任意值;三段烧结的终点温度可以为700℃、710℃、720℃、730℃、740℃、750℃、760℃、770℃、780℃或者700-780℃之间的任意值，时间可以为2h、3h、4h或者2-4h之间的任意值。
[0035]需要注意的是，在一段烧结中，400-550℃的温度范围内使碳源C分解，含磷烧结助剂分解产生P2O5，对一次颗粒表面进行活化;在二段烧结中，550-700℃的温度范围内，P2O5形成的活性气氛促进了物质迁移，此时，附着在一次颗粒a表面的高活性“修复原料”成为物质源，在表面能驱动下，优先迁移并在一次颗粒b和一次颗粒c的表面(特别是能量较高的棱角、缺陷处)，发生异相成核与外延生长;吉布斯-汤姆逊效应促使物质从曲率大的尖角向曲率小的平面扩散，实现“原位打磨”;这两种机制协同，持续“打磨”和“填充”一次颗粒表面，此过程持续“修复”一次颗粒b和一次颗粒c的表面，使其变得圆润，实现一次颗粒b和一次颗粒c的表面重构与外延生长;在三段烧结中，碳源C形成连续的三维导电网络，将三级颗粒紧密连接，并且，外延生长的晶体结构更加完善，碳源C热解形成的碳层进一步石墨化，在已通过外延生长强化接触的颗粒之间，构建起坚固的三维电子导电网络。此阶段温度若低于700℃，碳石墨化程度低，导电性差;若高于780℃，可能导致颗粒过度烧结或形貌破坏。
[0036]需要注意的是，本申请提供的磷酸铁锂的方法，将一次颗粒b和一次颗粒c的表面从粗糙多棱角变得光滑圆润，从传统工艺的低球形度改善为高球形度，提升粉体流动性和压实密度(实施例可达2.63 g/cm3);一次颗粒间的结合从传统的弱物理接触/烧结颈，升级为通过外延生长和碳网络形成的强韧“化学-物理”复合界面，这使得锂离子和电子跨越颗粒界面的传输阻力大幅降低。三级颗粒不再是简单的物理叠加，而是构成了一个“一次颗粒C撑开空间、一次颗粒B填充贡献、一次颗粒A修复连接”的有机整体，每个组分各司其职，协同工作，通过修复性生长和碳网络构建，形成强界面结合的三级一体结构，最终实现高压实、高容量、长寿命的协同，使最终磷酸铁锂正极材料在压实密度、可逆容量、首效、倍率、循环寿命等关键指标上达到全面优化，无显著短板。
[0037]本申请通过“同源分化”简化工艺，“含磷烧结助剂引导的外延生长”同步解决形貌与界面问题，“功能化颗粒设计与优化级配”实现系统性能最优，这三个层面的技术手段环环相扣，相互促进，产生了强大的协同效应，最终成功制备出兼具高压实、高球形度、高界面强度、优异电化学性能的磷酸铁锂正极材料，完美回应了现有技术中提出的所有挑战。
[0038]还需注意的是，本申请实现了从“物理混合”到“化学融合”的范式转变，其创新点体现在以下三个层面：
1.工艺路径的创新：从“多线独立”到“同源分化”，实现高效三级级配构建，摒弃了为获得不同尺寸颗粒而采用多批次独立原料、配方及烧结的复杂路径，创造性地采用“同源前驱体+温度梯度分化”策略;利用单一无掺杂前驱体在不同烧结温度下本征生长动力学的差异，直接获得一次颗粒b和一次颗粒c，极大简化了上游工艺;在不牺牲级配精细度的前提下，显著降低了工艺复杂性与成本，解决了追求三级级配必然导致工艺繁杂的行业矛盾;
2.形貌与界面调控机制的创新：从“被动接受”到“主动修复”，实现原位圆润化与强键合;引入含磷烧结助剂，并设计“修复原料”，在第四烧结中诱导表面选择性外延生长;含磷烧结助剂创造活性传输氛围，驱动修复物质定向迁移至一次颗粒b和一次颗粒c表面的缺陷处，通过外延生长与吉布斯-汤姆逊效应协同，实现“原位打磨”;本申请主动将粗糙颗粒修复为高球形度形貌，同时在不同颗粒间构建强化学键合界面，同步攻克了形貌差与界面弱两大核心难题;
3.系统整合与性能协同的创新：从“简单叠加”到“一体化融合”，实现性能协同飞跃;将“同源分化”、“表面修复”、“功能化颗粒设计”(一次颗粒A高掺杂、一次颗粒B和一次颗粒C功能分化)与“液相解离混合”、“PEG-糖类化合物双碳源包覆”等技术模块进行一体化整合;各模块并非简单串联，而是深度耦合，示例性的，修复机制优化了级配颗粒的形貌，从而释放了三级堆积的密度潜力;而强化的界面和优化碳网络，又确保了在高密度下仍具备优异的电荷传输能力;
显著效果：产生了“1+1>2”的协同效应，使材料在压实密度、倍率性能、循环寿命等通常相互制约的指标上实现同步、显著提升，获得了综合性能的飞跃。
[0039]本申请第三方面提供一种锂离子电池，包括所述的磷酸铁锂正极材料。
[0040]本申请第四方面提供一种用电设备，包括所述的锂离子电池。
[0041]下面将结合具体实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0042]实施例1
本实施例第一方面提供一种磷酸铁锂正极材料，包括内核和包覆于内核表面的碳包覆层;碳包覆层质量占磷酸铁锂正极材料总质量的1.2%;磷酸铁锂正极材料包括一次颗粒A、一次颗粒B和一次颗粒C;一次颗粒A的质量占磷酸铁锂正极材料总质量的25;一次颗粒B和一次颗粒C的质量占磷酸铁锂正极材料总质量的75%;其中，该磷酸铁锂正极材料的相关参数如表1所示。
[0043]本实施例第二方面提供一种磷酸铁锂正极材料的制备方法，具体步骤为：
S1：制备一次颗粒a：取1000g预掺钛磷酸铁(钛掺杂量为5230ppm)，与按Li/(Fe+Ti)=1.02计量的碳酸锂(电池级)、葡萄糖(添加量为磷酸铁质量的5%)混合，加去离子水配成固含量40%的浆料A;采用氧化锆珠进行砂磨，控制浆料A的D50=0.15μm，然后进行喷雾干燥(进风210℃，出风100℃)，在氮气气氛中进行烧结：以5℃/min升温至400℃保温60分钟，再以3℃/min升温至550℃保温10小时，随炉冷却，得到尺寸为0.1-0.2μm的一次颗粒a;
S2：制备一次颗粒b和一次颗粒c：取2000g无掺杂磷酸铁(Fe/P=0.965)，与按Li/Fe=1.02计量的碳酸锂(电池级)、蔗糖(添加量为磷酸铁质量的3.5%)、TiO2(以Ti元素计，Ti添加质量为磷酸铁质量的3138ppm)混合，加去离子水配成固含量40%的浆料B;砂磨至D50=0.5μm，然后进行喷雾干燥;将干燥后的前驱体平均分为两份，分别在氮气气氛中，于680℃保温6小时得到一次颗粒b，于750℃保温7小时得到一次颗粒c;一次颗粒b的尺寸约为0.6μm，一次颗粒c的尺寸约为1.0μm;
S3：取上述200g一次颗粒a，并添加修复浆料，该修复浆料包括磷酸铁(无定形，比表面积>10 m2/g)30g、碳酸锂(质量为一次颗粒a、一次颗粒b和一次颗粒c的总质量的0.1%)、聚乙二醇-4000(PEG-4000) 7g、蔗糖23g、2.5g 85%磷酸(以P计，约为固体总P摩尔量的0.4%)，然后加去离子水混合，用Φ0.3mm氧化锆珠，在1200 rpm下砂磨2小时，得到浆料C(固含量为25%);将500g一次颗粒b与300g一次颗粒c，加入混合料中，在400 rpm下低强度研磨混合1小时，得到均匀的浆料D;一次颗粒C、一次颗粒B和一次颗粒A对应的固体质量比约为30%：50%：20%;
S4：重构烧结：将浆料D喷雾干燥，在氮气氛中，以5℃/min升温至500℃保温60分钟，再以2℃/min升温至650℃保温5小时，最后以1℃/min升温至750℃保温4小时;烧结后经气流粉碎、过筛，得到最终磷酸铁锂正极材料。
[0044]该磷酸铁锂正极材料的放大5000倍的SEM如图1所示，经过离子切割后的放大5000倍的剖面SEM如图2所示。
[0045]实施例2
与实施例1的区别为：在S1步骤中，将预掺钛磷酸铁替换为等掺杂量的掺铌磷酸铁;在S2步骤，将TiO2替换为V2O5，其中，V2O5中的V与TiO2中的Ti的掺杂量等同。
[0046]实施例3
与实施例1的区别为：在S1步骤中，将预掺钛磷酸铁替换为等掺杂量的掺钨磷酸铁;在S2步骤，将TiO2替换为WO3，其中，WO3中的W与TiO2中的Ti的掺杂量等同。
[0047]实施例4
与实施例1的区别为：在S1步骤中，将葡萄糖替换为等质量的果糖;在S2步骤中，将蔗糖替换为等质量的麦芽糖。
[0048]对比例1
与实施例1的区别为：不进行S2步骤，并在后续的S3步骤中不添加S2步骤的产物(一次颗粒b和一次颗粒c)。
[0049]对比例2
与实施例1的区别为：不进行S1步骤，并在后续的S3步骤中不添加S2步骤的产物(一次颗粒a)。
[0050]对比例3
与实施例1的区别为：在S2步骤中，将干燥后的前驱体直接在氮气气氛中，在680℃下保温6小时得到一次颗粒b，即，不制备一次颗粒c。
[0051]对比例4
与实施例1的区别为：在S2步骤中，将干燥后的前驱体直接在氮气气氛中，在750℃下保温7小时得到一次颗粒c，即，不制备一次颗粒b。
[0052]对比例5
与实施例1的区别为：在S3步骤中，不添加修复浆料。
[0053]对比例6
与实施例1的区别为：在S3步骤中，不添加修复浆料中的含磷烧结助剂(磷酸)。
[0054]对比例7
与实施例1的区别为：在S3步骤中，不添加修复浆料中的蔗糖。
[0055]对比例8
与实施例1的区别为：在S1步骤中，将预掺钛磷酸铁替换为等质量的磷酸铁，即，一次颗粒A不进行掺杂。
[0056]对比例9
与实施例1的区别为：在S2步骤中，不添加TiO2，即，一次颗粒B和一次颗粒C不进行掺杂。
[0057]对比例10
与实施例1的区别为：将S1步骤和S2步骤的碳源进行替换。
[0058]上述实施例和对比例的制备得到的磷酸铁锂正极材料的相关产品参数如表1所示，其中，M占比是指一次颗粒A、一次颗粒B和一次颗粒C中的掺杂元素占磷酸铁锂正极材料的总质量的数据。
[0059]表1相关产品参数
[0060]为了进一步验证上述实施例和对比例提供的磷酸铁锂正极材料的物理性能和电化学性能，对其分别进行球形度、压实密度、振实密度测试和电化学性能测试，具体的测试结果如表2所示。
[0061]其中，在3吨压力下进行压实密度检测，设备为三思纵横。
[0062]球形度的测试方法：将经过离子切割后的磷酸铁锂材料的放大5000倍的剖面扫描电子显微镜的图像(如图2)导入到MIPAR软件中，由软件进行分析。
[0063]振实密度的测试方法：采用振实密度仪测试。
[0064]电化学性能测试：以金属锂为对电极，将上述实施例和对比例提供的磷酸铁锂正极材料分别在2-3.75 V电压区间测试0.1C和1C放电比容量、1C放电循环100圈容量保持率;
表2性能测试
[0065]分析：
由上述测试可知，实施例1-4的磷酸铁锂正极材料的粉末压实密度为2.57-2.63g/cm3。
[0066]与对比例1-10相比，实施例1-4具有较高的0.1C放电克容量、1C放电克容量和/或更高的压实密度，说明实施例具有更优异的综合性能。
[0067]具体的，对比例1的压实密度较低，这可能是由于中缺乏作为支撑作用的大、中尺寸颗粒;
对比例2的综合电化学性能较差，这可能是由于缺乏小颗粒，修复和填充效果不显著，导电网络优化不足;
对比例3的压实密度较差，这可能是由于缺乏作为支撑作用的大颗粒骨架;
对比例4的压实密度和综合电化学性能较差，这可能是由于缺乏作为容量主体与大-小尺寸颗粒的连接桥梁的中颗粒，大颗粒占比偏高。
[0068]对比例5的球形度、压实密度较低，这可能是由于缺乏修复原料，颗粒的棱角偏多，堆积难度大。
[0069]对比例6的球形度、压实密度较低，这可能是由于缺乏修复含磷助剂，修复原料无法在烧结过程中快速迁移，修复作用弱。
[0070]对比例7的综合电化学性能较差，这可能是由于缺乏碳包覆层，材料电子导电性差;
对比例8的压实密度较低，这可能是由于一次颗粒A未掺杂，颗粒尺寸较大，表面能低，难以携带修复原料改善颗粒球形度;
对比例9的综合电化学性能较差，这可能是由于缺乏掺杂元素，材料电子、离子导电性差;
对比例10的压实密度较低，这可能是由于碳源B分解温度较早，一次颗粒B与一次颗粒C的尺寸差异较小，未形成良好的三级级配;
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
[0071]此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
说明书附图(2)
