本发明涉及一种湿法混料制备磷酸铁锂工艺中的干燥方法及包含其的磷酸铁锂制备工艺，更具体地，涉及在锂电池正极材料制造领域中，在湿法混料制备磷酸铁锂工艺中采用微波干燥的方法及包含其的磷酸铁锂制备工艺。
背景技术：
目前，工业中制备磷酸铁锂的方法有很多种，例如，固相反应法、碳热还原法、水热法、微波合成法和液相共沉淀法等。各类的方法制备过程中工艺大致相同：混料、干燥、烧结、粉碎等。尽管经过近几年的工业制备逐步完善了整个工艺，但是在整个工艺中干燥环节还有待于继续探索，尤其在湿法混料制备磷酸铁锂的工艺中，干燥过程更为重要。因为干燥不完全会导致材料不均匀，更会使烧结中出现凝结状，而且干燥工艺的效率相对较低，间接成本高。
目前所有的磷酸铁锂制备工艺中干燥环节一直采用喷雾干燥器、真空耙式干燥器或热风循环干燥箱等设备进行，如中国专利申请CN201310523782.2和中国专利申请CN201310523781.8中所公开的，其都是采用喷雾干燥器来进行干燥处理；中国专利申请CN201310150727.3中则采用的是常规的干燥箱进行干燥处理，此方法要求在90℃-150℃的高温下持续干燥1-5小时；再如中国专利申请CN201510425066.X中采用的是真空干燥方式，要求持续进行干燥12小时。
在这些干燥工艺中，采用热风循环干燥箱进行干燥会极大的浪费时间，使得工业生产中的效率低，而且不断产生的热风能耗较高；采用真空耙式干燥器进行干燥可比普通烘箱的效率高2倍以上，并且干燥温度要求不高，能耗可控，但是这种工艺方法由于本身的设计结构使得内部清洗困难，很容易残存物料，不利于大批次性工业生产；采用喷雾干燥器干燥是当前制备磷酸铁锂材料主流的干燥工艺方法，1-3s就能蒸发95％以上的水分，干燥速度快，干燥后通过分离器收集物料，整体效率增加，但是这种干燥工艺使用设备要求高，设备占地面积大，能耗非常高，单纯的电加热不能满足大批量的生产，需要蒸汽、导热油、热风机等外加热源产生热风，所以间接成本非常高。
在这里，就需要开发出一种能耗较低，过程简单，工业上适合连续化实施的在湿法混料制备磷酸铁锂的工艺中应用的干燥方法。
技术实现要素：
[技术问题]
本发明所要解决的技术问题是：克服现有的干燥工艺中的不足，提供一种简单稳定的在湿法混料制备磷酸铁锂的工艺中应用的干燥方法，可在工业生产中降低干燥设备的投入，降低能耗和综合成本，其实用价值高，工艺更易实现，条件宽松，可控性更强，干燥效率高，并且干燥物的内外干燥程度一致。
[技术方案]
根据本发明的一个方面，提供了一种以湿法混料制备磷酸铁锂的工艺中应用的干燥方法，所述方法为利用微波进行所述干燥。
在本发明中，所用的术语“磷酸铁锂”指的是在锂电池制造领域中通常用作正极材料的磷酸铁锂，其可用化学式“LiFePO4”表示，此外根据实际需要还可在所述磷酸铁锂中添加各种的添加剂。
在本发明中，所用的术语“微波”指的是本领域常规理解的微波，即在300MHz-300GHz的频率范围内的电磁波。当微波透入介质时，由于微波能与介质发生一定的相互作用，使介质的分子每秒产生上亿次的震动，介质的分子间互相产生摩擦，引起的介质温度的升高，使介质材料内部、外部几乎同时加热升温，形成体热源状态，大大缩短了常规加热中的热传导时间。
例如，被加热介质物料中的水分子是极性分子。它在快速变化的高频电磁场(微波)作用下，其极性取向将随着外电场的变化而变化，从而造成水分子的自旋运动的效应，此时微波场的场能转化为介质内的热能，使物料温度升高，产生热化等一系列物化过程而达到微波加热干燥的目的。即在本发明中，微波可被磷酸铁锂中的水分吸收，产生热量，使得水分蒸发，从而达到干燥的目的。
根据本发明的一个实施方式，所述微波的频率可以是2400MHz-2500MHz，优选2450-2480MHz。在此频率下，可有效干燥湿法混料。
此外，微波对介质材料是瞬时加热升温，升温速度快。另一方面，微波的输出功率随时可调，介质温升可无惰性地随之改变，不存在“余热”现象，极有利于自动控制和连续化生产的需要。
根据本发明的一个实施方式，所述微波的功率可以是50-90kW，优选60-80kW。在此功率下，可有效干燥湿法混料。
根据本发明的一个实施方式，可采用连续供料的方式微波干燥湿法混料，例如，可利用传送带承载湿法混料连续通过微波辐照区域。优选地，湿法混料的供料速度可以是2-5kg/min，优选2.5-4kg/min，传送带的行进速度可以是0.5-5m/min，优选1-3m/min。
优选地，干燥时间(即经过微波辐照区域所需时间)可以是6-15分钟，优选9-13分钟。
通过根据本发明的干燥方法，干燥后的混料的含水量可降至5％以下，甚至可降至2％以下。
此外，还可以在所述微波干燥过程中对混料施加微震动，这可有助于水分更好地逸出。可选地，在所述微波干燥过程中还可以同时进行抽湿过程。
根据本发明的另一方面，提供了一种以湿法混料制备磷酸铁锂的工艺，所述工艺包括上述的干燥方法。
根据本发明的再一个方面，提供了一种锂电池正极材料制造工艺，所述正极材料为磷酸铁锂，所述磷酸铁锂制备工艺采用根据本发明的上述干燥方法。
根据本发明的还一个方面，提供了一种锂电池制造工艺，所述锂电池的正极材料为磷酸铁锂，所述磷酸铁锂制备工艺采用根据本发明的上述干燥方法。
[有益效果]
根据本发明的干燥方法可有效提高工业生产中物料的干燥效率，其不需要燃料，不需要锅炉，无污染，能耗低，加热时不存在热传导，加热速度快，同时由于微波可在物体内外同时加热，物料的内外温差小，加热均匀，大大提高干燥质量，使得干燥物的内外干燥程度一致。并且，根据本发明的微波干燥设备操作简单，可控性强，加入传送带可直接与后续工艺衔接，省时省工序，使得正极材料的整体工艺更为简单。本发明的微波干燥方法尤为适合目前在工业大量生产磷酸铁锂材料中的应用。
具体实施方式
下文中，将参照实施例来描述本发明的优选实施方式。但应当注意的是，本发明所提供的实施例仅用作示例说明，而非旨在限制本发明的技术精神和核心元素和操作。在不脱离本发明的技术精神和范围的前提下，本发明的示例性实施例可以各种形式改变。
根据本发明的一个实施方式，采用湿法混料制得磷酸铁锂浆料，然后将所述磷酸铁锂浆料置入传动带中，以约1-3m/min的速度进入微波辐照区域，所述微波的频率为2450-2480MHz，功率为60-80kW，所述磷酸铁锂浆料的供料速度为2.5-4kg/min，经过微波辐照区域所需时间为9-13分钟，测得干燥后的磷酸铁锂的含水量为小于5％。随后，干燥后的磷酸铁锂被送入之后的处理过程中。
根据本发明的另一实施方式，采用包括以下步骤的方法实施微波干燥：
(1)将占原料粉体重量磷酸铁和碳酸锂总质量15-20％的水置于球磨机内；
(2)将占原料粉体重量2-3％的添加剂如磷酸和0.5-1％的碳酸锂(Li2CO3)加入到球磨机里球磨5-10分钟；
(3)将占原料粉体重量9-12％％的葡萄糖加入到球磨机中再搅拌约10分钟；
(4)再分别加入占原料粉体重量25-35％的水和75-85％的脱去结晶水的磷酸铁与19-22％％的Li2CO3；
(5)继续搅拌6小时以上；
(6)出料后，将浆料加入微波干燥箱体的传送带上进行微波干燥，微波干燥箱的输出频率调为2400-2500MHz，优选2450-2480MHz，功率调为50-90kW，优选60-80kW，按照2-5kg/min，优选2.5-4kg/min的速度将浆料均匀的放入传送带上，传送带按照0.5-5m/min，优选1-3m/min的速度通过微波辐照区域，浆料经过微波辐照区域所需时间为6-15分钟，优选9-13分钟，由此即可实现浆料的微波干燥。
进一步地，根据需要可进行以下步骤来得到磷酸铁锂：
(7)将物料压实后的坩埚置于含有99.99％N2的保护气氛的电炉中，匀速升温至700-800℃保温5-10小时得到磷酸铁锂。
实施例
实施例1
1.将20kg的水置于球磨机内；
2.将3.06kg的磷酸和1kg的Li2CO3相继加入球磨机内搅拌5分钟；
3.将13.22kg的葡萄糖加入进行搅拌10分钟；
4.再分别加入38.4kg的水，100kg脱去结晶水的磷酸铁和24.6kg的Li2CO3
5.进行搅拌6小时以上；
6.出料后，将浆料加入微波干燥箱体的传送带上进行微波干燥，微波干燥箱的输出频率调为2450MHz，功率调为60kW，按照3.5kg/min的速度将浆料均匀的放入传送带上，传送带按照2.5m/min的速度通过微波辐照区域，浆料经过微波辐照区域所需时间为10分钟，由此即可实现浆料的微波干燥。上述全部浆料经过约60分钟即可完成干燥，将干燥后的物料进行称量，总质量为144.33kg，干燥前的总质量为200.28kg，其中水的质量为58.4kg，损失的质量即为蒸发的水分，由此可知，经过微波干燥法能干燥除去大于95％的水分；
7.将物料压实后的坩埚置于含有99.99％N2的保护气氛的电炉中，匀速升温至750℃保温8小时得到磷酸铁锂。
实施例2
1.将80kg的水置于球磨机内；
2.将12.24kg的磷酸和4kg的Li2CO3相继加入球磨机内搅拌5分钟；
3.将52.88kg的葡萄糖加入进行搅拌10分钟；
4.再分别加入153.6kg的水，400kg脱去结晶水的磷酸铁和98.4kg的Li2CO3
5.进行搅拌6小时以上；
6.出料后，将浆料加入微波干燥箱体的传送带上进行微波干燥，微波干燥箱的输出频率调为2480MHz，功率调为80kw，按照4kg/min的速度将浆料均匀的放入传送带上，传送带按照1.8m/min的速度通过微波辐照区域，浆料经过微波辐照区域所需时间为13分钟，由此即可实现浆料的微波干燥。上述全部浆料经过约200分钟即可完成干燥，将干燥后的物料进行称量，总质量为577.46kg，干燥前的总质量为801.12kg，其中水的质量为233.6kg，损失的质量即为蒸发的水分，由此可知，经过微波干燥法能干燥大于95％的水分；
7.将物料压实后的坩埚置于含有99.99％N2的保护气氛的电炉中，匀速升温至750℃保温8小时得到磷酸铁锂。