本申请提供一种磷酸铁锂材料及其制备方法、正极极片和二次电池，第一方面，本申请提出了一种磷酸铁锂材料，包括若干第二磷酸铁锂颗粒和若干第一磷酸铁锂颗粒，相邻两个第一磷酸铁锂颗粒之间具有间隙，第二磷酸铁锂颗粒的D50<subgt;b</subgt;粒径小于第一磷酸铁锂颗粒的D50<subgt;a</subgt;粒径，且第二磷酸铁锂颗粒至少位于部分间隙中，磷酸铁锂材料的D50粒径、D90粒径和D10粒径满足：2.0≤(D90‑D10)/D50≤4.0。本申请的磷酸铁锂材料可提升磷酸铁锂材料的压实密度，提升其体积比容量。
【技术实现步骤摘要】
本申请属于可充放电电池，具体涉及一种磷酸铁锂材料及其制备方法、正极极片和二次电池。
技术介绍
1、可充放电电池由于具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽等优点而被广泛使用。二次电池通常包括含有正极材料的正极极片，正极材料的性能对二次电池的性能具有显著影响。目前研究的正极材料主要有磷酸铁锂、锰酸锂、以及钴镍锰酸锂三元材料等，其中磷酸铁锂具有稳固的p-o键，难以分解，即使在高温或过充条件下，结构也不会发生坍塌，具有结构稳定性高、安全性能好、工作电压适中、平台特性好、理论容量大等优点，逐渐成为电池工作者竞相研究的热点。
2、然而磷酸铁锂的压实密度低，导致采用其作为正极材料的二次电池的体积比容量低，阻碍了该材料的实际应用，因此，迫切需要提升磷酸铁锂的压实密度。
技术实现思路
1、本申请提供一种磷酸铁锂材料及其制备方法、正极极片和二次电池，本申请的磷酸铁锂材料能够提升磷酸铁锂材料的压实密度，从而提升其体积比容量，采用其作为正极材料的二次电池的能量密度。
2、第一方面，本申请提出了一种磷酸铁锂材料，包括若干第二磷酸铁锂颗粒和若干第一磷酸铁锂颗粒，相邻第一磷酸铁锂颗粒之间具有间隙，第二磷酸铁锂颗粒的d50b粒径小于第一磷酸铁锂颗粒的d50a粒径，且第二磷酸铁锂颗粒至少位于部分间隙中，磷酸铁锂材料的d50粒径、d90粒径和d10粒径满足：2.0≤(d90-d10)/d50≤4.0；可选为2.0≤(d90-d10)/d50≤3.5。
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p>3、在一些实施方式中，第一磷酸铁锂颗粒的d50a粒径、d90a粒径和d10a粒径满足：1.0≤(d90a-d10a)/d50a≤2.0；可选地，1.1≤(d90a-d10a)/d50a≤1.8。4、在一些实施方式中，480nm≤d90a≤1250nm；可选地，510nm≤d90a≤610nm；
5、在一些实施方式中，230nm≤d50a≤330nm；可选地，235nm≤d50a≤330nm；
6、在一些实施方式中，110nm≤d10a≤455nm；可选地，130nm≤d10a≤200nm。
7、在一些实施方式中，第二磷酸铁锂颗粒的d50b粒径、d90b粒径和d10b粒径满足：1.0≤(d90b-d10b)/d50b≤1.5；可选地，1.1≤(d90b-d10b)/d50b≤1.3。
8、在一些实施方式中，120nm≤d90b≤200nm；可选地，135nm≤d90b≤185nm。
9、在一些实施方式中，75nm≤d50b≤120nm；可选地，75nm≤d50b≤105nm。
10、在一些实施方式中，45nm≤d10b≤60nm；可选地，45nm≤d10b≤52nm。
11、在一些实施方式中，磷酸铁锂材料还满足以下条件中的至少一者，
12、(1)磷酸铁锂材料的粉体压实密度为2.55g/cm3～2.80g/cm3；可选为2.75g/cm3～2.80g/cm3；
13、(2)500nm≤d90≤1340nm；可选地，550nm≤d90≤1100nm；
14、(3)175nm≤d50≤350nm；可选地，175nm≤d50≤300nm；
15、(4)50nm≤d10≤65nm；可选地，52nm≤d10≤62nm；
16、(5)磷酸铁锂材料的孔隙率为19％～25％；
17、(6)第二磷酸铁锂颗粒于间隙中的填充率为59％～70％；
18、(7)间隙的平均尺寸为63nm～120nm；
19、(8)第一磷酸铁锂颗粒为球形或类球型颗粒；
20、(9)第二磷酸铁锂颗粒为球形或类球型颗粒。
21、第二方面，本申请还提供了一种磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，包括：
22、至少将锂源、铁源和磷源混合为混合物料；
23、将混合物料经研磨和干燥处理为粉状前驱体，并将粉状前驱体至少分为两部分，其中一部分作为第一粉状前驱体，另一部分作为第二粉状前驱体；
24、于第一烧结条件下烧结第一粉状前驱体，得到第一粉料；于第二烧结条件下烧结第二粉状前驱体，得到第二粉料，第二粉料的d50n粒径小于第一粉料的d50m粒径；
25、将第一粉料和第二粉料混合后于第三烧结条件下进行烧结、冷却，得到磷酸铁锂材料。
26、在一些实施方式中，第一粉料的粒度分布满足：1.0≤(d90m-d10m)/d50m≤2.0。
27、在一些实施方式中，第二粉料的粒度分布满足：1.0≤(d90n-d10n)/d50n≤1.5。
28、在一些实施方式中，基于第一粉料与第二粉料的总质量，第一粉料的质量含量与第二粉料的质量含量的比值为(80：20)～(95：5)；可选为(85：15)～(95：5)。
29、在一些实施方式中，粉状前驱体的d50q粒径小于等于50nm。
30、在一些实施方式中，于第一烧结条件下烧结第一粉状前驱体，得到第一粉料的步骤，包括：
31、提供功能材料至第一粉状前驱体，于第一烧结条件下进行烧结处理，得到第一中间体，其中，功能材料包括氯化钾和氯化钠中的至少一种；可选地，基于第一粉状前驱体的质量计，功能材料的质量含量为0.1％～5.0％；可选为0.1％～0.5％；
32、采用洗涤剂清洗第一中间体，以去除第一中间体中的功能材料，得到第一粉料；
33、在一些实施方式中，提供功能材料至第一粉状前驱体，于第一烧结条件下进行烧结处理，得到第一中间体的步骤，包括：
34、于惰性氛围下，将功能材料和第一粉状前驱体混合后，采用第一升温速率从室温升至第一烧结温度进行烧结，并保持第一烧结时长，得到第一中间体；
35、在一些实施方式中，第一烧结条件还满足以下条件中的至少一者，
36、(x)第一烧结温度为640℃～780℃；可选为640℃～700℃；
37、(y)第一升温速率为2℃/min～5℃/min；
38、(z)第一烧结时长为4h～12h。
39、在一些实施方式中，于第二烧结条件下烧结第二粉状前驱体，得到第二粉料的步骤，包括：
40、于惰性氛围下，将第二粉状前驱体采用第二升温速率从室温升至第二烧结温度进行烧结，并保持第二烧结时长，得到第二粉料，其中，第二烧结温度小于第一烧结温度；
41、可选地，
42、第二烧结条件还满足以下条件中的至少一者，
43、(i)第二烧结温度为350℃～450℃；可选为350℃～400℃；
44、(ii)第二升温速率为2℃/min～5℃/min；
45、(iii)第二烧结时长为4h～20h。
46、在一些实施方式中，将第一粉料和第二粉料混合后于第三烧结条件下进行烧结、冷却，本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种磷酸铁锂材料，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂材料，其特征在于，所述第一磷酸铁锂颗粒的D50a粒径、D90a粒径和D10a粒径满足：1.0≤(D90a-D10a)/D50a≤2.0；可选地，1.1≤(D90a-D10a)/D50a≤1.8；
3.根据权利要求1所述的磷酸铁锂材料，其特征在于，所述第二磷酸铁锂颗粒的D50b粒径、D90b粒径和D10b粒径满足：1.0≤(D90b-D10b)/D50b≤1.5；可选地，1.1≤(D90b-D10b)/D50b≤1.3；
4.根据权利要求1所述的磷酸铁锂材料，其特征在于，所述磷酸铁锂材料还满足以下条件中的至少一者，
5.一种如权利要求1至4中任一项所述的磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述于第一烧结条件下烧结所述第一粉状前驱体，得到第一粉料的步骤，包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述于第二烧结条件下烧结所述第二粉状前驱体，得到第二粉料的步骤，包括：
>8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述将所述第一粉料和所述第二粉料混合后于第三烧结条件下进行烧结、冷却，得到磷酸铁锂材料的步骤，包括：9.一种正极极片，其特征在于，包括正极集流体和设置于所述正极集流体至少一侧的正极活性层，所述正极活性层包括如权利要求1至4中任一项所述的磷酸铁锂材料或如权利要求5至8中任一项所述的制备方法制备得到的磷酸铁锂材料。
10.一种二次电池，其特征在于，包括如权利要求9所述的正极极片。
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【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁锂材料，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂材料，其特征在于，所述第一磷酸铁锂颗粒的d50a粒径、d90a粒径和d10a粒径满足：1.0≤(d90a-d10a)/d50a≤2.0；可选地，1.1≤(d90a-d10a)/d50a≤1.8；
3.根据权利要求1所述的磷酸铁锂材料，其特征在于，所述第二磷酸铁锂颗粒的d50b粒径、d90b粒径和d10b粒径满足：1.0≤(d90b-d10b)/d50b≤1.5；可选地，1.1≤(d90b-d10b)/d50b≤1.3；
4.根据权利要求1所述的磷酸铁锂材料，其特征在于，所述磷酸铁锂材料还满足以下条件中的至少一者，
5.一种如权利要求1至4中任一项所述的磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，包括：<...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘琼敏，屈恋，孔令涌，李铭雅，李越珠，梁小英，刘嘉香，陈燕玉，陈晓东，
申请(专利权)人：佛山市德方纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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