本发明涉及锂离子电池，尤其涉及一种高压实磷酸铁锂的超临界制备方法及其应用。
背景技术：
1、当下随着动力电池以及储能电池市场的快速增长，对锂离子电池能量密度提出了更高的要求。磷酸铁锂材料由于其成本较低、安全性好以及循环稳定性好等优势成为当下电池厂家的研发重点。目前磷酸铁锂的克比容量已接近其理论容量，为了进一步提高电池的能量密度，各企业将目光聚焦于提高磷酸铁锂的压实密度。
2、目前提高压实密度的主要方向是通过调节材料颗粒的级配结构。比如：公开(公告)号cn112310374a的专利文件采用分段研磨-喷雾干燥的方式实现大小颗粒混合的效果，该工艺虽然能实现颗粒级配，但工艺过于复杂，且材料的元素均匀度不能保证。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在工艺过于复杂，且材料的元素均匀度不能保证的缺点，而提出的一种高压实磷酸铁锂的超临界制备方法及其应用。
2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
3、一种高压实磷酸铁锂的超临界制备方法，包括以下步骤：
4、s1、将锂源、铁源、磷源、碳源和金属离子添加剂溶于溶液中，搅拌0.5-1h。
5、s2、将s1搅拌后的浆料转移到高压反应釜中，通入惰性气体排出釜内空气，在250-400℃的条件下进行反应，釜内压力保持20-30mpa，反应时间为1-7h，得到磷酸铁锂中间体。
6、s3、取部分磷酸铁锂中间体、锂源、铁源、碳源和金属离子溶于溶液中，经搅拌后转至反应釜中反应得到磷酸铁锂材料。
7、s4、将s3干燥后的物料置于惰性气氛下烧结，烧结工艺为600-800℃，烧结时间为3-10h，得到高压实磷酸铁锂。
8、优选的，其特征在于，所述s1中，铁源选自氯化亚铁、硫酸亚铁、草酸亚铁、氯化铁、硝酸铁、乙酸铁、三氧化二铁中的一种或多种；磷源为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、红磷中的一种或多种混合；所述锂源选自碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂中的一种或多种；所述碳源选用葡萄糖、蔗糖、β-环糊精、聚乙二醇、聚丙烯腈、聚多巴胺、单宁酸、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种；所述金属离子添加剂为钛离子、镍离子、镁离子、钒离子、铌离子中的至少一种或多种。
9、优选的，其特征在于，所述s1中，溶液选自去离子水、无水乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种混合。
10、优选的，其特征在于，所述s1中，溶液占反应釜容积的50％-75％。
11、优选的，所述s2中，通入惰性气体选自氮气、氩气、氮气和氩气混合气中的一种。
12、优选的，所述s3中，磷酸铁锂中间体与铁源的质量比为(1-3)：(3:1)。
13、优选的，所述s4中，通入惰性气体选自氮气、氩气、氮气和氩气混合气中的一种；升温速率为1-10℃/min。
14、优选的，所述s4中，通过原子吸收光谱法,对磷酸铁锂中的铁、磷、锂元素的含量进行检测，检测合格即可得到合格的磷酸铁锂。
15、优选的，所述s4中，对得到的磷酸铁锂的结晶性能进行测试，结晶性能测试通过扫描电子显微镜完成，通过四探针法对磷酸铁锂的电阻率和电导率进行测试，得出磷酸铁锂的导电性能。
16、一种高压实磷酸铁锂的应用，高压实磷酸铁锂在锂离子电池中的应用。
17、本发明中，所述一种高压实磷酸铁锂的超临界制备方法及其应用的有益效果：
18、(1)由于表面碳层的影响，磷酸铁锂中间体对所加入的金属离子起到吸附作用，可以使得颗粒之间连接更为紧密
19、(2)利用两次反应制备所得磷酸铁锂材料大小颗粒明显，具有更好的级配结构。
20、(3)由于在高温高压的条件下进行反应，所得材料纯度较高，同时，碳层在200℃以上的温度被局部碳化，更好的限制了颗粒的过度生长。
21、本发明采用二段反应策略，利用碳层对金属离子的吸附效果，制备了更为有序的磷酸铁锂材料，该材料具有良好的级配结构，表现出优异的电化学以及压实性能，高温高压的合成环境使得所制备的磷酸铁锂材料纯度较高，元素掺杂更为均匀，表面碳层的初步碳化更限制了磷酸铁锂颗粒的过度生长。
1.一种高压实磷酸铁锂的超临界制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高压实磷酸铁锂的超临界制备方法，其特征在于，所述s1中，铁源选自氯化亚铁、硫酸亚铁、草酸亚铁、氯化铁、硝酸铁、乙酸铁、三氧化二铁中的一种或多种；磷源为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、红磷中的一种或多种混合；所述锂源选自碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂中的一种或多种；所述碳源选用葡萄糖、蔗糖、β-环糊精、聚乙二醇、聚丙烯腈、聚多巴胺、单宁酸、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或多种；所述金属离子添加剂为钛离子、镍离子、镁离子、钒离子、铌离子中的至少一种或多种。
3.根据权利要求2所述的一种高压实磷酸铁锂的超临界制备方法，其特征在于，所述s1中，溶液选自去离子水、无水乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种混合。
4.根据权利要求3所述的一种高压实磷酸铁锂的超临界制备方法，其特征在于，所述s1中，溶液占反应釜容积的50％-75％。
5.根据权利要求4所述的一种高压实磷酸铁锂的超临界制备方法，其特征在于，所述s2中，通入惰性气体选自氮气、氩气、氮气和氩气混合气中的一种。
6.根据权利要求5所述的一种高压实磷酸铁锂的超临界制备方法，其特征在于，所述s3中，磷酸铁锂中间体与铁源的质量比为(1-3)：(3:1)。
7.根据权利要求6所述的一种高压实磷酸铁锂的超临界制备方法，其特征在于，所述s4中，通入惰性气体选自氮气、氩气、氮气和氩气混合气中的一种；升温速率为1-10℃/min。
8.根据权利要求7所述的一种高压实磷酸铁锂的超临界制备方法，其特征在于，所述s4中，通过原子吸收光谱法,对磷酸铁锂中的铁、磷、锂元素的含量进行检测，检测合格即可得到合格的磷酸铁锂。
9.根据权利要求8所述的一种高压实磷酸铁锂的超临界制备方法，其特征在于，所述s4中，对得到的磷酸铁锂的结晶性能进行测试，结晶性能测试通过扫描电子显微镜完成，通过四探针法对磷酸铁锂的电阻率和电导率进行测试，得出磷酸铁锂的导电性能。
10.一种高压实磷酸铁锂的应用，其特征在于，权利要求1-9任意一项所述的制备方法制得高压实磷酸铁锂在锂离子电池中的应用。
