CN109920989B - 一种三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锂离子电池正极材料技术领域，具体为一种三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法。将铁磷源、锂源、有机碳源、分散剂在纯水中搅拌预分散，再经过砂磨机砂磨得到前驱体浆料，经过喷雾干燥造粒后，得到球形前驱体粉末。将前驱体粉末置于具有保护气氛的烧结炉中进行低温烧结，冷却至室温。将烧结出的产物、超导电碳黑、分散剂在纯水中分散，再次通过砂磨、喷雾造粒、烧结。最后，加入聚乙二醇、分散剂、去离子水，先通过分散、砂磨制浆，再通过喷雾造粒、烧结、粉碎得到产品。本发明使用三种碳源进行包覆制备磷酸铁锂正极材料，对比传统磷酸铁锂材料的单一碳源包覆，三种碳源包覆可以极大的提高材料自身的导电性能。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池正极材料技术领域，具体为一种三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法。
背景技术
锂离子电池自上世纪九十年代初问世以来，因其能量密度高、循环性能好被公认为是最具发展潜力的动力与储能电池。根据美国先进电池联合体的对比研究表明，锂离子电池是迄今为止最能满足电动汽车中远期发展目标的二次电池体系。正极材料作为锂离子电池的关键部件，是决定电池安全、容量和价格等指标的关键因素，传统的正极材料锰酸锂、钴酸锂、镍酸锂等，因成本、安全、循环性能等因素一直阻碍着动力电池的发展。磷酸铁锂由于具有安全性能好、循环寿命长、原材料便宜等优点，被公认为是最具前途的新一代动力锂离子电池正极材料。
然而，磷酸铁锂正极材料由于自身的导电性能很差，极大地限制该类材料走向实际应用。因此，研究和开发磷酸铁锂材料的改性方法一直是电源界的热点领域。目前，改善磷酸铁锂材料性能的方法主要有三种，即包覆、掺杂和纳米化。碳包覆是改善磷酸铁锂材料导电能力最常用的方法，通过在磷酸铁锂材料颗粒内部以及颗粒表面分散或包覆少量导电碳，增强磷酸铁锂粒子与粒子之间的导电性，为LiFePO4材料电子传输提供通道，及时补偿Li+嵌入和脱出过程中的电荷平衡，减少电池的极化，从而改善磷酸铁锂材料的电化学性能。掺杂分为锂位掺杂、铁位掺杂、磷位掺杂等，掺杂可以改善倍率性能和低温放电性能。纳米化是提升电性能的有效方案，由于Li+在磷酸铁锂固体中的扩散速率很低，LiFePO4粒子半径的大小对电极容量有很大的影响，粒子半径越大，Li+在固相中的扩散路程就越长，Li+的嵌入脱出就越困难，LiFePO4容量的发挥就愈受到限制。因此仍需要发展新方法来提高磷酸铁锂材料的导电性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于锂离子电池的三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法，通过三层碳包覆使其具有更好的电化学性能以及加工性能。
本发明技术方案如下：
一种三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法，按以下步骤进行：
(1)将锂源、铁磷源、有机碳源、分散剂加入搅拌磨中，同时加入纯水进行预混得浆料；
(2)步骤(1)的预混浆料经过砂磨，得到平均粒径为250～500nm的淡黄色液体前驱体浆料；
(3)步骤(2)得到的前驱体浆料通过喷雾干燥设备进行造粒，得到淡黄色粉末状球形颗粒前驱体；
(4)将步骤(3)的前驱体输送到具有保护气氛的烧结炉中进行烧结，后续经过降温得到第一次包覆的烧结产物；
(5)将步骤(4)的烧结产物加入到搅拌磨中，加入超导电碳黑、分散剂、纯水进行第二次分散，得到平均粒径为250～500nm的浆料；
(6)步骤(5)的浆料再次经过砂磨、喷雾造粒、烧结、降温，进行第二次包覆，得到第二次包覆的烧结产物；
(7)将步骤(6)第二次包覆的烧结产物加入到搅拌磨中，加入聚乙二醇、分散剂、纯水进行第三次分散，得到平均粒径为250～500nm的浆料；
(8)步骤(7)的浆料再次通过砂磨、喷雾造粒、烧结、降温，进行第三次包覆，经过粉碎后得三层包覆的磷酸铁锂复合材料。
所述的三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法，步骤(1)中，在搅拌磨中直接加入锂源、铁磷源、有机碳源、分散剂、纯水进行分散；其中，有机碳源选用葡萄糖、蔗糖或可溶性淀粉，加入量为铁磷源质量分数的2～8％；分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和聚丙烯酸中的一种，加入量为铁磷源质量分数的4～8％；锂源为碳酸锂、氢氧化锂或磷酸锂，铁磷源为磷酸铁，锂元素与铁元素摩尔比Li:Fe＝1～1.05:1。
所述的三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法，步骤(4)中，前驱体浆料经喷雾造粒后，进行第一次碳包覆烧结，保护气氛为氮气或氩气，升温速率5～10℃/min，烧结温度350～450℃，保温2～4h。
所述的三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法，步骤(5)中，烧结产物加入到搅拌磨中，再加入超导电碳黑、分散剂、纯水进行分散砂磨；超导电碳黑的加入量为烧结产物质量分数的0.1～1％；分散剂为聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯酸中的一种，加入量为烧结产物质量分数的0.5～1.5％。
所述的三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法，步骤(6)中，浆料经喷雾造粒后，进行第二次碳包覆烧结，保护气氛为氮气或氩气，升温速率5～10℃/min，烧结温度450～550℃，保温2～4h。
所述的三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法，步骤(7)中，烧结产物加入到搅拌磨中，再加入聚乙二醇、分散剂、纯水进行分散砂磨，聚乙二醇为烧结产物质量分数的3～8％；分散剂为聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯酸中的一种，加入量为烧结产物质量分数的0.5～1.5％。
所述的三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法，步骤(8)中，浆料经喷雾造粒后，进行第三次碳包覆烧结，保护气氛为氮气或氩气；保护气氛为氮气或氩气，升温速率5～10℃/min，烧结温度650～750℃，保温2～4h。
所述的三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法，三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的平均一次粒径为0.15～0.35μm，其中：第一层有机碳源包裹层的厚度为0.3～1nm，第二层超导电碳黑包裹层的厚度为0.3～1nm，第三层聚乙二醇包裹层的厚度为0.3～1nm。
本发明的设计思路是：
为了提高磷酸铁锂材料的导电性能和加工性能，本发明提供一种三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法，该材料通过在制浆、喷雾、烧结循环三次，每次制浆加入不同的碳源，控制每次烧结温度和保温时间，完成三次碳包覆。其中，第一层为有机碳源包覆，增加材料的导电性能，同时起到磷酸铁锂与超导电碳黑粘连作用；第二层为超导电碳黑包覆，极大的提高材料的导电性能，但超导电碳黑为多孔材料，粉碎后易造成材料加工困难，因此需要第三层包覆；第三层包覆使用聚乙二醇，可增加碳含量，提高材料的导电性能，减少材料的比表面积，有助于磷酸铁锂材料的加工性能。
本发明的优点及有益效果是：
1.本发明提出三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法，使用三种碳源进行包覆制备磷酸铁锂正极材料，对比传统磷酸铁锂材料的单一碳源包覆，三种碳源包覆可以极大的提高材料自身的导电性能。
2.本发明的特点在于三层包覆，传统的混合碳源包覆目的在于包覆互补，一种碳源包覆不到的颗粒表面，由另外一种碳源进行包覆，因此颗粒表面包覆的不均匀，造成材料整体导电性不佳。而本发明是进行三层覆盖式包覆，包覆效果相对更均匀且致密，从而实现良好的导电性能。
4.本发明的特点还在于三种碳源的选择以及包覆的顺序，最内层使用有机碳源，高温融化可以使其紧密的包裹在颗粒表面，同时抑制晶粒长大；第二层使用超导电碳黑，由于内层有机碳源具有黏结性，因此超导电碳黑可以很好的包覆在颗粒表面；第三层包覆使用聚乙二醇，聚乙二醇可增加材料碳含量，降低材料比表面，提高后续材料的加工性能。
总之，本发明方法利用有机碳源、超导电碳黑、聚乙二醇，经三次制浆、三次喷雾、三次烧结，达到三层碳包覆。其中，有机碳源起到磷酸铁锂与超导电碳黑粘连作用，增加磷酸铁锂的导电性；超导电碳黑可大幅度提高材料的导电能力，降低材料的自身内阻；聚乙二醇可改善材料的比表面积，以保证材料的加工性能、增加碳含量、提高材料的比容量。本发明通过调节碳源加入量、烧结制度，增加材料碳含量、导电性、减小材料比表面、改善材料加工性能，三种碳源包覆产生协同作用，大幅度提高产品的电化学性能和加工性能。
附图说明
图1为本发明三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制作流程图。
图2为本发明三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料扫描电镜图片。
图3为本发明中实施例1所得三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料做成扣式电池的电化学性能测试曲线。图中，横坐标Specific capacity代表比容量，纵坐标Voltage代表电压(V)。
图4为本发明中实施例1所得三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料做成全电池的-25℃性能测试曲线。图中，横坐标Capacity Ratio代表容量比，纵坐标Voltage代表电压(V)。
具体实施方式
在具体实施过程中，本发明采用三种碳源依次对磷酸铁锂进行包覆，将铁磷源、锂源、有机碳源、分散剂在纯水中搅拌预分散，再经过砂磨机砂磨得到前驱体浆料，经过喷雾干燥造粒后，得到球形前驱体粉末。将前驱体粉末置于具有保护气氛的烧结炉中进行低温烧结，冷却至室温。将烧结出的产物、超导电碳黑、分散剂在纯水中分散，再次通过砂磨、喷雾造粒、烧结。最后，加入聚乙二醇(PEG)、分散剂、去离子水，先通过分散、砂磨制浆，再通过喷雾造粒、烧结，烧结后的产物进行粉碎后得到产品。
如图1所示，该方法的具体步骤如下：
1.将磷酸铁、碳酸锂、葡萄糖、聚乙烯吡咯脘酮、纯水按一定比例加入到搅拌磨中进行预混分散，时间为30～90min。
2.将浆料倒入砂磨罐体中，磁力搅拌器搅拌，开启砂磨机分散10～30min。
3.将浆料倒入喷雾干燥料罐中，进行喷雾造粒得前驱体。
4.前驱体在保护气氛下低温烧结，升温速率5～10℃/min，烧结温度350～450℃，保温2～4h，冷却至室温。
5.将烧结材料、超导电碳黑、分散剂、纯水加入到搅拌磨中进行预混分散，时间为30～90min。
6.将浆料倒入砂磨罐体中，磁力搅拌器搅拌，开启砂磨机分散10～30分钟。
7.将浆料倒入喷雾干燥料罐中，进行喷雾造粒得前驱体。
8.前驱体在保护气氛下低温烧结，升温速率5～10℃/min，烧结温度450～550℃，保温2～4h，冷却至室温。
9.将烧结材料、聚乙二醇、分散剂、纯水加入到搅拌磨中进行预混分散，时间为30～90min。
10.将取出浆料倒入砂磨罐体中，磁力搅拌器搅拌，随后开启砂磨机分散10～30分钟得前驱体。
11.前驱体在保护气氛下高温烧结，升温速率5～10℃/min，烧结温度650～750℃，保温2～4h，冷却至室温。
12.烧结产物进行气流粉碎，粉碎压力100～200MPa，D50控制在0.15～0.35μm。
下面，通过实施例对本发明进一步详细阐述。
实施例1：
如图1所示，本实施例三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制作过程如下：
分别称取7200g无水磷酸铁(FePO4)、1818g碳酸锂(Li2CO3)、400g葡萄糖、60g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。向搅拌磨中加入10000ml去离子水，在搅拌状态下，加入FePO4和Li2CO3分散30min。继续缓慢加入葡萄糖和PVP，分散30min后得到浆料。将上述浆料转入砂磨机中，经砂磨机砂磨得到平均粒径为350nm的前驱体浆料。将前驱体浆料输送到喷雾干燥机，进口温度设定为240℃，出口温度设定为100℃，得到前驱体粉末。将前驱体粉末置于具有高纯氮气(体积纯度99.999％)保护的烧结炉中，以5℃/min的速率升温至400℃，恒温烧结3h，自然冷却至室温，得到磷酸铁锂粉体材料。
分别称取15g超导电碳黑、60gPVP，向搅拌磨中加入10000ml纯水，在搅拌的状态下缓慢加入全部磷酸铁锂、超导电碳黑、PVP分散30min得到浆料，将上述浆料转移至砂磨机中，经砂磨机砂磨得到平均粒径为350nm的浆料，将前驱体浆料输送到喷雾干燥机，进口温度设定为240℃，出口温度设定为100℃，得到前驱体粉末。将前驱体粉末置于具有高纯氮气(体积纯度99.999％)保护的烧结炉中，以5℃/min的速率升温至500℃，恒温烧结3h，自然冷却至室温，得到磷酸铁锂粉体材料。
分别称取360g聚乙二醇(PEG)、60gPVP，向搅拌磨中加入10000ml纯水，在搅拌的状态下缓慢加入全部磷酸铁锂、PEG、PVP分散30min得到浆料，将上述浆料转入砂磨机中，经砂磨机砂磨得到平均粒径为350nm的前驱体浆料。将前驱体浆料输送到喷雾干燥机，进口温度设定为240℃，出口温度设定为100℃，得到前驱体粉末。将前驱体粉末置于具有高纯氮气(体积纯度99.999％)保护的烧结炉中，以5℃/min的速率升温至750℃，恒温烧结3h，自然冷却至室温，得到磷酸铁锂粉体材料。
烧结后的磷酸铁锂经气流粉碎机粉碎，三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的平均一次粒径为0.25±0.05μm，其中：第一层有机碳源包裹层的厚度为0.3nm，第二层超导电碳黑包裹层的厚度为0.4nm，第三层聚乙二醇包裹层的厚度为0.5nm。
称取0.9g实施例1所得的磷酸铁锂粉体，加入0.05g乙炔黑导电剂和0.05g溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)的聚偏二氟乙烯(PVDF)粘结剂，混合成浆料均匀涂敷在Φ15铝箔上制成正极片，以金属锂片作为负极，聚丙烯薄膜(celgard2400)为隔膜，1mol/L的LiPF6溶液为电解液(溶剂按质量比计，碳酸乙烯酯EC：碳酸二甲酯DMC：碳酸甲基乙基酯EMC＝1：1：1)，在充满氩气的手套箱中组装成2025扣式电池。在常温下，0.1C恒流充电至3.8V，恒压至0.05C，再0.1C恒流放电至2.0V，测得磷酸铁锂正极材料的比容量为158.8mAh/g。类似的充放电制度，10C放电比容量分别为139mAh/g。
将实施例1所得磷酸铁锂正极材料装成13Ah方形铝壳电池，负极为人造石墨，隔膜聚乙烯微孔膜，电解液为1mol/L的LiPF6溶液(溶剂按质量比计，碳酸乙烯酯EC：碳酸二甲酯DMC：碳酸甲基乙基酯EMC＝1：1：1)，电池经正常老化分容后，以0.5C充电至3.65V，将电池置于-20℃下存储12h后，以0.5C放电至2.0V，测得放电容量为11.96Ah，常温放电容量为13.0Ah，容量保持率达到92.0％。
如图2所示，从碳包覆复合磷酸铁锂正极材料一次粒径扫描电镜图片可以看出，一次粒径均在0.25μm左右，最外层PEG包裹层使材料表面光滑。
如图3所示，从电化学性能测试曲线可以看出，扣式电池0.1C放电比容量为159mAh/g,10C放电比容量为139mAh/g,导电性能得到大幅提高。
如图4所示，从-25℃性能测试曲线可以看出，材料放电容量达到90％，导电性能得到大幅提高。
实施例2
如图1所示，本实施例三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制作过程如下：
分别称取7200g无水磷酸铁(FePO4)、1818g碳酸锂(Li2CO3)、15g超导电碳黑、60g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。向搅拌磨中加入10000ml纯水，在搅拌状态下，加入FePO4和Li2CO3分散30min。继续缓慢加入超导电碳黑和PVP，分散30min后得到浆料。将上述浆料转入砂磨机中，经砂磨机砂磨得到平均粒径为350nm的前驱体浆料。将前驱体浆料输送到喷雾干燥机，进口温度设定为240℃，出口温度设定为100℃，得到前驱体粉末。将前驱体粉末置于具有高纯氮气(体积纯度99.999％)保护的烧结炉中，以5℃/min的速率升温至400℃，恒温烧结3h，自然冷却至室温，得到磷酸铁锂粉体材料。
分别称取5000g黑色磷酸铁锂、400g葡萄糖、60gPVP，向搅拌磨中加入10000ml纯水，在搅拌的状态下缓慢加入磷酸铁锂、葡萄糖、PVP分散30min得到浆料，将上述浆料转入砂磨机中，经砂磨机砂磨得到平均粒径为350nm的前驱体浆料。将前驱体浆料输送到喷雾干燥机，进口温度设定为240℃，出口温度设定为100℃，得到前驱体粉末。将前驱体粉末置于具有高纯氮气(体积纯度99.999％)保护的烧结炉中，以5℃/min的速率升温至500℃，恒温烧结3h，自然冷却至室温，得到磷酸铁锂粉体材料。
分别称取3000g黑色磷酸铁锂、30g聚乙二醇(PEG)、60gPVP，向搅拌磨中加入10000ml纯水，在搅拌的状态下缓慢加入磷酸铁锂、PEG、PVP分散30min得到浆料，将上述浆料转入砂磨机中，经砂磨机砂磨得到平均粒径为350nm的前驱体浆料。将前驱体浆料输送到喷雾干燥机，进口温度设定为240℃，出口温度设定为100℃，得到前驱体粉末。将前驱体粉末置于具有高纯氮气(体积纯度99.999％)保护的烧结炉中，以5℃/min的速率升温至750℃，恒温烧结3h，自然冷却至室温，得到磷酸铁锂粉体材料。
烧结后的磷酸铁锂经气流粉碎机粉碎，三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的平均一次粒径为0.25±0.05μm，其中：第一层超导电碳黑包裹层的厚度为0.4nm，第二层有机碳源包裹层的厚度为0.3nm，第三层聚乙二醇包裹层的厚度为0.3nm。
实施例3
如图1所示，本实施例三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制作过程如下：
分别称取7200g无水磷酸铁(FePO4)、1818g碳酸锂(Li2CO3)、30gPEG、60g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)。向搅拌磨中加入10000ml纯水，在搅拌状态下，加入FePO4和Li2CO3分散30min。继续缓慢加入PEG和PVP并分散30min得到浆料。将上述浆料转入砂磨机中，经砂磨机砂磨得到平均粒径为350nm的前驱体浆料。将前驱体浆料输送到喷雾干燥机，进口温度设定为240℃，出口温度设定为100℃，得到前驱体粉末。将前驱体粉末置于具有高纯氮气(体积纯度99.999％)保护的烧结炉中，以5℃/min的速率升温至400℃，恒温烧结3h，自然冷却至室温，得到磷酸铁锂粉体材料。
分别称取5000g黑色磷酸铁锂、400g葡萄糖、60gPVP，向搅拌磨罐体中加入10000ml纯水，在搅拌的状态下缓慢加入磷酸铁锂、葡萄糖、PVP分散30min得到浆料，将上述浆料转入砂磨机中，经砂磨机砂磨得到平均粒径为350nm的前驱体浆料。将前驱体浆料输送到喷雾干燥机，进口温度设定为240℃，出口温度设定为100℃，得到前驱体粉末。将前驱体粉末置于具有高纯氮气(体积纯度99.999％)保护的烧结炉中，以5℃/min的速率升温至500℃，恒温烧结3h，自然冷却至室温，得到磷酸铁锂粉体材料。
分别称取3000g黑色磷酸铁锂、15g超导电碳黑、60gPVP，向搅拌磨罐体中加入10000g去离子水，在搅拌的状态下缓慢加入磷酸铁锂、超导电碳黑、PVP分散30min得到浆料，将上述浆料转移至砂磨机中，经砂磨机砂磨得到平均粒径为350nm的浆料，将前驱体浆料输送到喷雾干燥机，进口温度设定为240℃，出口温度设定为100℃，得到前驱体粉末。将前驱体粉末置于具有高纯氮气(体积纯度99.999％)保护的烧结炉中，以5℃/min的速率升温至750℃，恒温烧结3h，自然冷却至室温，得到黑色磷酸铁锂粉体材料。
烧结后的磷酸铁锂经气流粉碎机粉碎，三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的平均一次粒径为0.25±0.05μm，其中：第一层聚乙二醇包裹层的厚度为0.4nm，第二层超有机碳源包裹层的厚度为0.4nm，第三层聚乙二醇包裹层的厚度为0.3nm。
实施例结果表明，本发明方法通过三层碳源包覆，葡萄糖增加碳含量和粘结性，超导电碳黑增加导电性，PEG减小材料比表面积改善材料加工性能，添加分散剂确保碳源在水性浆料中均匀分散，三种碳源包覆产生协同作用，使碳源包覆致密、增加导电性、改善材料加工性能，从而提高材料的电化学性能和加工性能。
Claims (3)
1.一种三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
(1)将锂源、铁磷源、有机碳源、分散剂加入搅拌磨中，同时加入纯水进行预混得浆料；
(2)步骤(1)的预混浆料经过砂磨，得到平均粒径为250～500nm的淡黄色液体前驱体浆料；
(3)步骤(2)得到的前驱体浆料通过喷雾干燥设备进行造粒，得到淡黄色粉末状球形颗粒前驱体；
(4)将步骤(3)的前驱体输送到具有保护气氛的烧结炉中进行烧结，后续经过降温得到第一次包覆的烧结产物；
(5)将步骤(4)的烧结产物加入到搅拌磨中，加入超导电碳黑、分散剂、纯水进行第二次分散，得到平均粒径为250～500nm的浆料；
(6)步骤(5)的浆料再次经过砂磨、喷雾造粒、烧结、降温，进行第二次包覆，得到第二次包覆的烧结产物；
(7)将步骤(6)第二次包覆的烧结产物加入到搅拌磨中，加入聚乙二醇、分散剂、纯水进行第三次分散，得到平均粒径为250～500nm的浆料；
(8)步骤(7)的浆料再次通过砂磨、喷雾造粒、烧结、降温，进行第三次包覆，经过粉碎后得三层包覆的磷酸铁锂复合材料；
步骤(4)中，前驱体浆料经喷雾造粒后，进行第一次碳包覆烧结，保护气氛为氮气或氩气，升温速率5～10℃/min，烧结温度350～450℃，保温2～4h；
步骤(5)中，烧结产物加入到搅拌磨中，再加入超导电碳黑、分散剂、纯水进行分散砂磨；超导电碳黑的加入量为烧结产物质量分数的0.1～1％；分散剂为聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯酸中的一种，加入量为烧结产物质量分数的0.5～1.5％；
步骤(6)中，浆料经喷雾造粒后，进行第二次碳包覆烧结，保护气氛为氮气或氩气，升温速率5～10℃/min，烧结温度450～550℃，保温2～4h；
步骤(7)中，烧结产物加入到搅拌磨中，再加入聚乙二醇、分散剂、纯水进行分散砂磨，聚乙二醇为烧结产物质量分数的3～8％；分散剂为聚乙烯吡咯烷酮和聚丙烯酸中的一种，加入量为烧结产物质量分数的0.5～1.5％。
2.按照权利要求1所述的三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，在搅拌磨中直接加入锂源、铁磷源、有机碳源、分散剂、纯水进行分散；其中，有机碳源选用葡萄糖、蔗糖或可溶性淀粉，加入量为铁磷源质量分数的2～8％；分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和聚丙烯酸中的一种，加入量为铁磷源质量分数的4～8％；锂源为碳酸锂、氢氧化锂或磷酸锂，铁磷源为磷酸铁，锂元素与铁元素摩尔比Li:Fe＝1～1.05:1。
3.按照权利要求1所述的三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，三层碳包覆复合磷酸铁锂正极材料的平均一次粒径为0.15～0.35μm，其中：第一层有机碳源包裹层的厚度为0.3～1nm，第二层超导电碳黑包裹层的厚度为0.3～1nm，第三层聚乙二醇包裹层的厚度为0.3～1nm。
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