CN101931073A - 一种磷酸铁锂/碳复合正极材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磷酸铁锂/碳复合正极材料的制备方法。该方法包括下述步骤：1)将物料混合后进行球磨处理；所述物料包括锂源、铁源、磷源和碳源，其中，所述铁源为三氧化二铁和/或四氧化三铁；2)将球磨后的物料烘干，压片，于非氧化性气氛下在管式炉中对片子进行预烧结；3)将得到的片子粉碎后进行再次研磨，压片，于非氧化性气氛下在管式炉中对片子进行二次烧结，得到复合正极材料。通过在物料中加入掺杂元素，可以得到掺杂Cu或Mg的磷酸铁锂/碳复合材料。该方法利用简单廉价原料，制备工艺条件简单，烧结温度低，可大大降低生产成本，利于在工业上实施。并且本发明利用原位成碳材料控制磷酸铁锂的粒径，得到的磷酸铁锂/碳复合正极材料的实际容量高。

Description

一种磷酸铁锂/碳复合正极材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种磷酸铁锂/碳复合正极材料的制备方法。
背景技术
锂离子电池因具有工作电压高、比能量高、容量大、自放电小、循环性好、使用寿命长、重量轻、体积小等突出优点而成为移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备的理想电源。与此同时，为缓解环境压力，世界各国竞相开发电动和混合电动汽车。其中的核心技术就是高性能二次电池。据日美欧的市场预测，2010年后车用电池将以锂离子电池为主。
相对负极材料而言，正极材料的发展较为缓慢，目前能够大量商业化生产的仍主要是钴酸锂(LiCoO2)。该材料要使用昂贵的钴资源，不但有毒且存在过充情况下的安全性问题。除层状结构的钴酸锂外，过渡金属氧化物如层状结构的镍酸锂(LiNiO2)和尖晶石结构的锰酸锂(LiMn2O4)也是主要的正极材料。其中LiNiO2理论容量较高，但热稳定性差、制备困难、易发生副反应，从而影响电池的容量和循环性能。LiMn2O4循环性能差、比容量较低。近年来橄榄石型结构的磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料引起人们的广泛关注。该材料具有比容量高、环境友好和热稳定性高等诸多优点，有望成为新一代锂离子电池正极材料。
但是LiFePO4本身的电子电导率和锂离子电导率都太低，限制了其活性材料的充分利用，急需提高其实际比容量。研究表明碳包覆可以大大改善材料的性能，因此，目前研究的焦点大都集中在碳包覆磷酸铁锂复合型正极材料。
LiFePO4的制备方法主要是高温固相合成法，使用的锂源主要是碳酸锂，铁源主要是草酸亚铁，碳源主要是蔗糖。但是使用草酸亚铁等原料制备LiFePO4会造成磷酸铁锂的价格昂贵，限制了其竞争优势和广泛的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备磷酸铁锂/碳复合正极材料的方法。
本发明所提供的制备磷酸铁锂/碳复合正极材料的方法，包括下述步骤：
1)将物料混合后进行球磨处理；所述物料包括锂源、铁源、磷源和碳源，其中，所述铁源为三氧化二铁和/或四氧化三铁；
2)将步骤1)球磨后的物料烘干，压片，于非氧化性气氛下在管式炉中对片子进行预烧结；
3)将步骤2)得到的片子粉碎后进行再次研磨，压片，于非氧化性气氛下在管式炉中对片子进行二次烧结，得到所述复合正极材料。
其中，步骤1)中所述球磨处理的时间具体可为1-30h，所述球磨处理中球磨机的转速可为200-2000转/分钟。
步骤2)中进行预烧结的具体过程如下：将管式炉的温度由室温升至预烧结温度250-450℃，保持所述预烧结温度，烧结1-30h，然后将温度降至室温；所述预烧结过程中，升温速率和降温速率均为1-50℃/min。
步骤3)中进行二次烧结的具体过程如下：将管式炉的温度由室温升至烧结温度500-800℃，保持所述烧结温度，烧结1-30h，然后将温度降至室温；所述二次烧结过程中，升温速率和降温速率均为1-50℃/min。
形成步骤2)和步骤3)中所述非氧化性气氛的气体为下述气体中的至少一种：氮气、氩气、氢气、氦气和二氧化碳。
步骤2)和步骤3)中所述压片过程中压片的压强可为1-30Mpa。
在步骤3)中，碳源既起到了还原性气氛的作用又限制磷酸铁锂晶粒的生长，还增加最终材料的导电性。
本发明中，所述物料可以只由锂源、铁源、磷源和碳源组成，也可以包括铜盐或镁盐。
当所述物料由锂源、铁源、磷源和碳源组成时，所述物料中锂源、铁源和磷源按化学计量比Li∶Fe∶P＝1∶1∶1混合，所述物料中碳源的质量为所述物料总质量的5％-35％。此时得到的复合正极材料是磷酸铁锂/碳复合正极材料。
当所述物料由锂源、铁源、磷源、铜盐和碳源组成时，所述物料中锂源、铁源、磷源和铜盐按化学计量比Li∶Fe∶P∶Cu＝1∶(1-x)∶1∶x混合，其中，0.01≤x≤0.1，所述物料中碳源的质量为所述物料总质量的5％-35％。此时得到的复合正极材料是铜掺杂的磷酸铁锂/碳复合正极材料。
当所述物料中包括镁盐，所述物料中锂源、铁源、磷源和镁盐按化学计量比Li∶Fe∶P∶Mg＝1∶(1-x)∶1∶x混合，其中，0.01≤x≤0.1，所述物料中碳源的质量为所述物料总质量的5％-35％。此时得到的复合正极材料是镁掺杂的磷酸铁锂/碳复合正极材料。
本发明中，所述锂源具体可为碳酸锂、氯化锂、硝酸锂、氟化锂、硫酸锂和氢氧化锂中的一种或几种；所述磷源具体可为磷酸二氢铵、磷酸氢铵和磷酸铵中的一种或几种；所述碳源具体可为蔗糖、葡萄糖、海藻酸和淀粉中的一种或几种；所述铜盐具体可为氧化铜、氯化铜、硝酸铜、硫酸铜和海藻酸铜中的一种或几种；所述镁盐具体可为氧化镁、氯化镁、硝酸镁、硫酸镁和海藻酸镁中的一种或几种。
本发明提供了一种大规模低成本制备高比容量的磷酸铁锂/碳复合型正极材料的方法。该方法与现有的固相合成方法相比较，其突出优点在于：选用廉价的三氧化二铁或四氧化三铁为铁源，工艺条件相对简单，大大降低了生产成本；并且利用绿色环保的廉价碳材料控制磷酸铁锂的粒径，从而得到高比容量的磷酸铁锂/碳复合正极材料，如非掺杂样品在0.1C倍率下的放电比容量可达162mAh/g，掺杂样品在0.1C倍率下的放电比容量可达167mAh/g。
附图说明
图1为实施例1中磷酸铁锂/碳复合材料的X射线衍射图谱(XRD)。
图2为实施例1中磷酸铁锂/碳复合材料的扫描电子显微镜照片。
图3为实施例1中磷酸铁锂/碳复合材料作为锂离子电池正极材料，在0.1C倍率下的放电曲线。
图4为实施例10中Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料的X射线衍射图谱(XRD)。
图5为实施例10中Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料的扫描电子显微镜照片。
图6为实施例16中Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料的X射线衍射图谱(XRD)。
图7为实施例16中Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料的扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1、制备磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶P＝1∶1∶1的摩尔比称取Li2CO3、Fe2O3和NH4H2PO4，同时加入占所有物料质量分数为25％的海藻酸。将混合物料在球磨机中以1000转/分钟的转速，球磨15h后放在60℃烘箱中干燥。再所得物料以20Mpa进行压片，然后放置在管式炉中进行预烧结，氮气保护下以10℃/min的速率由室温升至350℃，恒温12h后以15℃/min的速率降至室温。将上述物料再次球磨(转速为1000转/分钟，球磨3小时)，压片(压强为20Mpa)，并在氮气保护下在管式炉中进行再次烧结。烧结步骤为：以5℃/min的速率由室温升至600℃，恒温15h后以10℃/min的速率降至室温。由此得到磷酸铁锂/碳复合材料。
磷酸铁锂/碳复合材料的表征：
用粉末X射线衍射仪(Rigaku DmaxrB，CuKα射线)分析磷酸铁锂/碳复合材料的晶体结构。结果如图1所示。从图中可以看出，谱图中不存在杂质峰，说明产物纯度高。由于所得的碳是非结晶性的结构，所以没有其衍射峰。
用扫描电子显微镜(JEOL-6700F)表征了该磷酸铁锂/碳复合材料的形貌，如图2所示。由图可见，该材料的颗粒很小且比较均匀。
磷酸铁锂/碳复合材料的电化学性能表征：
将实施例1中制备得到的磷酸铁锂/碳复合材料、乙炔黑和聚偏氟乙烯粘结剂以质量比80∶10∶10混合配成浆料，均匀地涂敷到铝箔集流体上得到正极膜片。以金属锂片作为负极，聚丙稀微孔膜(Celgard 2400)作为隔膜，1mol/L LiPF6(溶剂为体积比为1∶1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯混合液)作为电解液，在氩气保护的手套箱中组装成Swagelok型模拟电池。
将上述装配的电池在Arbin BT2000充放电测试仪上进行恒流充放电测试，充放电倍率为0.1C，充放电电压区间为2.5-4.2V。第五次的放电曲线如图3所示，由图可以看出该磷酸铁锂/碳复合正极材料的放电容量可达162mAh/g。本实施例中制备得到的磷酸铁锂/碳复合材料的组成及模拟电池测试结果列于表1。
实施例2、制备磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶P＝1∶1∶1的摩尔比称取Li2CO3、Fe2O3和NH4H2PO4，同时加入质量分数为20％的蔗糖。然后按实施例1中相同的方法制备磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为650℃，恒温时间是10h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例3、制备磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶P＝1∶1∶1的摩尔比称取Li2CO3、Fe2O3和(NH4)2HPO4，同时加入质量分数为10％的海藻酸。然后按实施例1中相同的方法制备磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为625℃，恒温时间是10h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例4、制备磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶P＝1∶1∶1的摩尔比称取Li2CO3、Fe3O4和NH4H2PO4，同时加入质量分数为5％的葡萄糖。然后按实施例1中相同的方法制备磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为700℃，恒温时间是8h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例5、制备磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶P＝1∶1∶1的摩尔比称取LiOH、Fe3O4和(NH4)2HPO4，同时加入质量分数为30％的淀粉。然后按实施例1中相同的方法制备磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为500℃，恒温时间是30h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例6、制备磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶P＝1∶1∶1的摩尔比称取LiNO3、Fe2O3和(NH4)2HPO4，同时加入质量分数为35％的海藻酸。然后按实施例1中相同的方法制备磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为800℃，恒温时间是3h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例7、制备磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶P＝1∶1∶1的摩尔比称取Li2SO4、Fe2O3和NH4H2PO4，同时加入质量分数为25％的海藻酸。然后按实施例1中相同的方法制备磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为600℃，恒温时间是12h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例8、制备磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶P＝1∶1∶1的摩尔比称取LiCl、Fe2O3和(NH4)2HPO4，同时加入质量分数为15％的葡萄糖。然后按实施例1中相同的方法制备磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为650℃，恒温时间是12h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例9、制备磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶P＝1∶1∶1的摩尔比称取Li2CO3、Fe2O3和(NH4)3PO4，同时加入质量分数为25％的海藻酸。然后按实施例1中相同的方法制备磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为600℃，恒温时间是10h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例10、制备Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶Cu∶P＝1∶0.93∶0.07∶1的摩尔比称取Li2CO3、Fe2O3、Cu(NO3)2和NH4H2PO4，同时加入质量分数为25％的海藻酸。然后按实施例1中相同的方法制备Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料。
Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料的表征：
用粉末X射线衍射仪(Rigaku DmaxrB，CuKα射线)分析Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料的晶体结构。结果如图4所示。从图中可以看出，各衍射峰与未掺杂的橄榄石结构的磷酸铁锂基本一致，不存在杂质峰，说明Cu元素有效地掺杂到了磷酸铁锂的晶格中。
用扫描电子显微镜(JEOL-6700F)表征了该Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料的形貌，如图5所示。由图可见，Cu掺杂后的磷酸铁锂/碳复合材料表面变得比较光滑。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例11、制备Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶Cu∶P＝1∶0.95∶0.05∶1的摩尔比称取Li2CO3、Fe2O3、CuSO4和(NH4)2HPO4，同时加入质量分数为10％的海藻酸。然后按实施例1中相同的方法制备Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为625℃，恒温时间是10h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例12、制备Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶Cu∶P＝1∶0.92∶0.08∶1的摩尔比称取Li2CO3、Fe2O3、CuSO4和NH4H2PO4，同时加入质量分数为20％的蔗糖。然后按实施例1中相同的方法制备Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为650℃，恒温时间是10h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例13、制备Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶Cu∶P＝1∶0.97∶0.03∶1的摩尔比称取LiOH、Fe3O4、CuCl2和(NH4)2HPO4，同时加入质量分数为30％的淀粉。然后按实施例1中相同的方法制备Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为550℃，恒温时间是12h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例14、制备Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶Cu∶P＝1∶0.99∶0.01∶1的摩尔比称取LiCl、Fe2O3、Cu(NO3)2和(NH4)2HPO4，同时加入质量分数为15％的葡萄糖。然后按实施例1中相同的方法制备Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为650℃，恒温时间是12h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例15、制备Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶Cu∶P＝1∶0.9∶0.1∶1的摩尔比称取LiF、Fe2O3、CuCl2和(NH4)3PO4，同时加入质量分数为15％的葡萄糖。然后按实施例1中相同的方法制备Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为625℃，恒温时间是20h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得Cu掺杂磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例16、制备Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶Mg∶P＝1∶0.93∶0.07∶1的摩尔比称取Li2CO3、Fe2O3、Mg(NO3)2和NH4H2PO4，同时加入质量分数为25％的海藻酸。然后按实施例1中相同的方法制备Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料。
Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料的表征：
用粉末X射线衍射仪(Rigaku DmaxrB，CuKα射线)分析Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料的晶体结构。结果如图6所示。从图中可以看出，各衍射峰与未掺杂的橄榄石结构的磷酸铁锂基本一致，不存在杂质峰，说明Mg元素有效地掺杂到了磷酸铁锂的晶格中。
用扫描电子显微镜(JEOL-6700F)表征了该Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料的形貌，如图7所示。由图可见，Mg掺杂后的磷酸铁锂/碳复合材料表面变得比较光滑。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例17、制备Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶Mg∶P＝1∶0.95∶0.05∶1的摩尔比称取Li2CO3、Fe2O3、MgSO4和(NH4)2HPO4，同时加入质量分数为10％的海藻酸。然后按实施例1中相同的方法制备Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为625℃，恒温时间是10h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例18、制备Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶Mg∶P＝1∶0.92∶0.08∶1的摩尔比称取Li2CO3、Fe2O3、MgSO4和NH4H2PO4，同时加入质量分数为20％的蔗糖。然后按实施例1中相同的方法制备Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为650℃，恒温时间是10h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例19、制备Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶Mg∶P＝1∶0.97∶0.03∶1的摩尔比称取LiOH、Fe3O4、MgCl2和(NH4)2HPO4，同时加入质量分数为30％的淀粉。然后按实施例1中相同的方法制备Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为550℃，恒温时间是12h。
模拟电池的正极、负极、电解液及电池组装与实施例1相同，所得Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成及在模拟电池的测试结果列于表1。
实施例20、制备Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶Mg∶P＝1∶0.99∶0.01∶1的摩尔比称取LiCl、Fe2O3、Mg(NO3)2和(NH4)2HPO4，同时加入质量分数为15％的葡萄糖。然后按实施例1中相同的方法制备Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为650℃，恒温时间是12h。
实施例21、制备Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料
按Li∶Fe∶Mg∶P＝1∶0.9∶0.1∶1的摩尔比称取LiF、Fe2O3、MgCl2和(NH4)3PO4，同时加入质量分数为15％的葡萄糖。然后按实施例1中相同的方法制备Mg掺杂磷酸铁锂/碳复合材料，所不同的是第二次烧结温度为625℃，恒温时间是20h。
表1、磷酸铁锂/碳复合正极材料的组成、制备条件及模拟电池的测试结果
Figure B2009100875110D0000101
根据表1的结果可以看出，本发明利用廉价的三氧化二铁或四氧化三铁为铁源可方便制备出磷酸铁锂/碳和掺杂的磷酸铁锂/碳复合正极材料。利用本发明不但可以大大降低材料的制备成本，而且本发明得到的磷酸铁锂/碳和掺杂的磷酸铁锂/碳复合正极材料均显示了较高的储锂容量。

Claims (10)

1.一种复合正极材料的制备方法，包括下述步骤：
1)将物料混合后进行球磨处理；所述物料包括锂源、铁源、磷源和碳源，其中，所述铁源为三氧化二铁和/或四氧化三铁；
2)将步骤1)球磨后的物料烘干，压片，于非氧化性气氛下在管式炉中对片子进行预烧结；
3)将步骤2)得到的片子粉碎后进行再次研磨，压片，于非氧化性气氛下在管式炉中对片子进行二次烧结，得到所述复合正极材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述球磨处理的时间为1-30h，所述球磨处理中球磨机的转速为200-2000转/分钟。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)中进行预烧结的过程如下：将管式炉的温度由室温升至预烧结温度250-450℃，保持所述预烧结温度，烧结1-30h，然后将温度降至室温；所述预烧结过程中，升温速率和降温速率均为1-50℃/min。
4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：步骤3)中进行二次烧结的过程如下：将管式炉的温度由室温升至烧结温度500-800℃，保持所述烧结温度，烧结1-30h，然后将温度降至室温；所述二次烧结过程中，升温速率和降温速率均为1-50℃/min。
5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于：形成步骤2)和步骤3)中所述非氧化性气氛的气体为下述气体中的至少一种：氮气、氩气、氢气、氦气和二氧化碳。
6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于：步骤2)和步骤3)中所述压片过程中压片的压强为1-30Mpa。
7.根据权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述锂源为下述至少一种：碳酸锂、氯化锂、硝酸锂、氟化锂、硫酸锂和氢氧化锂；所述磷源为下述至少一种：磷酸二氢铵、磷酸氢铵和磷酸铵；所述碳源为下述至少一种：蔗糖、葡萄糖、海藻酸和淀粉。
8.根据权利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于：所述物料为锂源、铁源、磷源和碳源，所述物料中锂源、铁源和磷源按化学计量比Li∶Fe∶P＝1∶1∶1混合，所述物料中碳源的质量为所述物料总质量的5％-35％。
9.根据权利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于：所述物料还包括铜盐或镁盐；
当所述物料由锂源、铁源、磷源、铜盐和碳源组成，所述物料中锂源、铁源、磷源和铜盐按化学计量比Li∶Fe∶P∶Cu＝1∶(1-x)∶1∶x混合，其中，0.01≤x≤0.1，所述物料中碳源的质量为所述物料总质量的5％-35％；
当所述物料由锂源、铁源、磷源、镁盐和碳源组成，所述物料中锂源、铁源、磷源和镁盐按化学计量比Li∶Fe∶P∶Mg＝1∶(1-x)∶1∶x混合，其中，0.01≤x≤0.1，所述物料中碳源的质量为所述物料总质量的5％-35％。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述铜盐为下述至少一种：氧化铜、氯化铜、硝酸铜、硫酸铜和海藻酸铜；所述镁盐为下述至少一种：氧化镁、氯化镁、硝酸镁、硫酸镁和海藻酸镁。
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