在眾多鋰離子電池正極材料中，橄欖石型磷酸鐵鋰具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、充放電電壓平臺(tái)

平坦、無毒、廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，是最有前途的正極材料之一。但是，其低的電子電導(dǎo)率、離子擴(kuò)散系數(shù)以及振實(shí)密度小制約其廣泛應(yīng)用。為了解決這些問題，目前主要通過三種途徑來提高材料的性能：1）優(yōu)化材料形貌或細(xì)化材料粒徑；2）在結(jié)構(gòu)中摻入雜原子；3）將樣品包覆導(dǎo)電劑。采用的各種新型方法來制備高性能的磷酸鐵鋰包括：溶膠凝膠法、水熱法、溶劑熱法、超臨界水熱法、溶膠-凝膠法、噴霧熱解法等，由于耗時(shí)、設(shè)備復(fù)雜、成本高等問題而不能大規(guī)模生產(chǎn)。

為了克服上述問題，使用聚乙烯醇（PVA）添加物作為輔助模板，結(jié)合噴霧干燥技術(shù)和碳熱還原法制備了高性能的LiFePO4/C復(fù)合材料正極材料，該高性能  LiFePO4/C不僅是球形，而且需要有特殊的二級(jí)結(jié)構(gòu)，有利于利于電解液的進(jìn)入和鋰離子的嵌入和脫嵌，極大提高了鋰電池的整體性能。

本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，制備高性能 LiFePO4/C鋰電池正極材料的工藝。其技術(shù)方案是一種噴霧干燥法制備高性能 LiFePO4/C鋰電池正極材料的工藝，其特征是：通過往前驅(qū)體溶液中添加聚乙烯醇（PVA）添加物作為輔助模板，采用有機(jī)物輔助噴霧干燥法成功地制備了高性能的具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的球狀LiFePO4/C鋰電池正極材料。同時(shí)優(yōu)化PVA的添加量和前驅(qū)體焙燒溫度，改良工藝，適應(yīng)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的需要。

具體工藝：按化學(xué)計(jì)量比稱取 Li2CO3、Fe(NO3)3·9H2O 和 NH4H2PO4，加入去離子水配成濃度為 0.5 M 的前軀體溶液（按 Fe3+的濃度計(jì)算）。按每摩爾 Fe3+加入 150 g PVA（聚合度 n=600）有機(jī)物強(qiáng)烈攪拌形成均勻溶液或乳液，這些有機(jī)物在噴霧干燥過程中作為輔助模板劑，在高溫焙燒過程中又作為還原劑和碳源。

將上述溶液或乳液通過噴霧干燥器進(jìn)行噴霧干燥得到前軀體粉末，噴霧干燥器的進(jìn)口溫度為220℃ ，進(jìn)料速度為 6 mL/min，將得到的粉末樣品在高純 N2 氣氛保護(hù)下以 10℃/min 的速度升溫到 750℃ 保溫 10 h 得到 LiFePO4/C 樣品。

我們通過往前驅(qū)體溶液中添加不同的有機(jī)物，采用有機(jī)物輔助噴霧干燥法成功地制備了高性能的 LiFePO4/C。添加PVA對(duì)噴霧干燥法制備 LiFePO4/C 形貌和電化學(xué)性能的影響顯著，制備的樣品為有微米納米二級(jí)結(jié)構(gòu)的 LiFePO4/C 微米球。XRD分析表明添加有機(jī)物對(duì)還原Fe(III)和形成 LiFePO4是必不可少的；以 PVA 作為有機(jī)添加劑制備的樣品材料不僅具有漂亮的形貌、而且具有非常優(yōu)異的電化學(xué)性能。制備的球形 LiFePO4具有很多優(yōu)點(diǎn)，如高的振實(shí)密度、高的界面性能、電極制備容易等特點(diǎn)。通過添加不同的有機(jī)物，如檸檬酸、葡萄糖、聚乙烯醇（PVA）、聚乙二醇（PEG）等，可以得到具有不同形貌的高性能球形LiFePO4/C。該發(fā)明不僅提供了大規(guī)模制備高性能LiFePO4/C復(fù)合正極材料的方法，而且也為大規(guī)模制備特殊形貌的其他復(fù)合正極材料提供了思路。

一種噴霧干燥法制備高性能 LiFePO4/C鋰電池正極材料的工藝，其特征是：通過往前驅(qū)體溶液中添加聚乙烯醇（PVA）添加物作為輔助模板，采用有機(jī)物輔助噴霧干燥法成功地制備了高性能的具有二級(jí)結(jié)構(gòu)的球狀 LiFePO4/C。同時(shí)優(yōu)化PVA的添加量和前驅(qū)體焙燒溫度，改良工藝，適應(yīng)工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)的需要。

具體工藝：按化學(xué)計(jì)量比稱取 Li2CO3、Fe(NO3)3·9H2O 和 NH4H2PO4，加入去離子水配成濃度為 0.5 M 的前軀體溶液（按 Fe3+的濃度計(jì)算）。按每摩爾 Fe3+加入 150 g PVA（聚合度 n=600）有機(jī)物強(qiáng)烈攪拌形成均勻溶液或乳液，這些有機(jī)物在噴霧干燥過程中作為輔助模板劑，在高溫焙燒過程中又作為還原劑和碳源。

將上述溶液或乳液通過噴霧干燥器進(jìn)行噴霧干燥得到前軀體粉末，噴霧干燥器的進(jìn)口溫度為220℃ ，進(jìn)料速度為 6 mL/min，將得到的粉末樣品在高純 N2 氣氛保護(hù)下以 10℃/min 的速度升溫到 750℃ 保溫 10 h 得到 LiFePO4/C 樣品。