【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池，具体涉及一种磷酸亚铁及其制备方法、应用。
技术介绍
1、磷酸亚铁，是一种无机化合物，化学式fe3(po4)2。白蓝色单斜晶体，比重2.58g/l，溶于稀酸，不溶于水、醋酸、醇，在自然界中以蓝铁矿形式存在，多由亚铁盐溶液与磷酸盐作用而得，其可以用于生产磷酸铁锂电池材料，也可用作催化剂及制造陶瓷等。
2、目前磷酸亚铁的制备方法与磷酸铁的制备方法相似，即采用亚铁盐和磷酸盐液相沉淀得到磷酸亚铁；但是此工艺复杂，需要防止亚铁离子的氧化，同时也要控制结晶和生长，避免氢氧化物的生成，则现有制备方法导致磷酸亚铁纯度低、粒径过大且不均匀，最终影响磷酸铁锂的电化学性能，同时该方法还产生大量的废水，环保性差。
3、因此，亟需提供一种新的磷酸亚铁的制备方法，以改善磷酸亚铁的纯度、粒径大小及均匀度，进而实现磷酸亚铁锂的电化学性能的提升。
技术实现思路
1、鉴于
技术介绍
中存在的技术问题，本申请提供了一种磷酸亚铁及其制备方法、应用，旨在解决如何改善磷酸亚铁的纯度、粒径大小及均匀度的技术问题。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种磷酸亚铁的制备方法，包括以下步骤：以铁板为阳极、以惰性金属板为阴极，以磷酸氢盐、磷酸、缓冲剂、络合剂、抗氧化剂的混合溶液作为电解液，进行电解反应，过滤得到含有fe3(po4)2.8h2o的沉淀物，将沉淀物依次进行洗涤、干燥及煅烧，得到磷酸亚铁；其中，电解液的ph值控制在7.0-7.4。
3、本申请实施例的技术方案中，电
4、具体地，本申请中采用电解液电解制备磷酸亚铁的优势在于：（1）本申请的电解法无需先行制备亚铁盐溶液，而是直接采用铁板来制备磷酸亚铁，成本低，产生的废水少，流程短，且在本申请的电解情况下，杂质不会被电解而进入电解液，因此得到的磷酸亚铁纯度高；（2）本申请的电解液可循环使用，进行连续电解，且电解液一致均匀、电解环境的ph值波动小，可稳定生成磷酸亚铁，在本申请电解液和ph值电解环境的配合下，得到的磷酸亚铁的粒径均匀度高、bet大、一次粒径小，且纯度高；（3）本申请的电解液中所含有的络合剂可提高磷酸亚铁的分散性，降低团聚指数，获得粒径更小的磷酸亚铁，所含有的缓冲剂用于稳定电解环境的ph值，缓解电解过程中的局部变化，使磷酸亚铁的制备环境一致性高，得到的产品的均匀性好，所含有的抗氧化剂的作用在于提高还原性环境，避免亚铁的氧化，同时产生的氢气也有降低亚铁离子氧化的作用，使得到的磷酸亚铁纯度高，而磷酸和磷酸氢盐除了提供磷酸根使反应顺利进行外，磷酸还具有消耗电解产生的氢氧根，避免杂质产生并维持ph值稳定的作用，同时磷酸还为电解反应补充了水分，实现磷酸亚铁的连续生产。
5、在一些实施例中，磷酸氢盐至少包括磷酸氢二钾、磷酸氢二钠中的一种。
6、该实施例中，选用的磷酸氢盐与铁电解反应后可生成氢氧化钠或氢氧化钾，钠离子、钾离子可促进电解反应的进行，同时其水溶性好，不会在产物中引入其他杂质；
7、在一些实施例中，缓冲剂至少包括柠檬酸钠、柠檬酸钾中的一种。
8、该实施例中，选用的缓冲液可使电解的ph稳定在7.0-7.4，且不引入其他杂质。
9、在一些实施例中，络合剂至少包括edta、edta钠盐中的一种。
10、该实施例中，选用的络合剂可提高磷酸亚铁的分散性，降低团聚指数，提高磷酸亚铁的均匀度，并降低其粒径大小。
11、在一些实施例中，抗氧化剂至少包括抗坏血酸、水合肼、亚硫酸钠中的一种。
12、该实施例中，选用的抗氧化剂可防止亚铁离子氧化，同时水溶性好，易于除杂。
13、在一些实施例中，电解液中，磷酸氢盐的浓度为2-3mol/l。
14、该实施例中，磷酸氢盐浓度过高或过低，都会引起ph值的波动，使电解环境不稳定，进而影响磷酸亚铁的纯度、粒径及均匀度。
15、在一些实施例中，磷酸的浓度为4-6mol/l。
16、该实施例中，磷酸的浓度过高或过低，都会引起ph值的波动，使电解环境不稳定，进而影响磷酸亚铁的纯度、粒径及均匀度。
17、在一些实施例中，缓冲剂的浓度为0.05-0.1mol/l。
18、在该实施例中，缓冲剂的浓度过高或过低，都会引起ph值的波动，使电解环境不稳定，进而影响磷酸亚铁的纯度、粒径及均匀度。
19、在一些实施例中，络合剂的浓度为0.02-0.05mol/l。
20、在该实施例中，络合剂若浓度过低，则效果不明显，若浓度过高，则浪费原料。
21、在一些实施例中，抗氧化剂的浓度为0.02-0.05 mol/l。
22、在该实施例中，抗氧化剂若浓度过低，则效果不明显，若浓度过高，则浪费原料。
23、在一些实施例中，电解反应的步骤中，槽电压为0.15-0.35v，电流密度为200-340a/m2，温度为35-45℃，阴极和阳极之间的间距为8-15cm。
24、该实施例中，在限定范围内，槽电压可使铁板中的杂质无法电解析出，进一步提高了磷酸亚铁的纯度，而超出槽电压的限定范围，则不利于磷酸亚铁的纯度提升；在本申请的电流密度限定下，进一步降低磷酸亚铁的一次粒径，若超出本申请电流密度的限定范围，则会使磷酸亚铁的一次粒径增大。
25、在一些实施例中，将沉淀物依次进行洗涤、干燥及煅烧，得到磷酸亚铁的步骤，包括：将沉淀物进行酸洗，直至洗涤后的酸溶液中磷含量低于50ppm，固液分离，得到第一滤渣；将第一滤渣于100-150℃下进行烘干，直至第一滤渣的水含量低于1.5%，得到第二滤渣；在含惰性气体的氛围下，将第二滤渣进行煅烧，得到磷酸亚铁。
26、该实施例中，沉淀物进行洗涤的作用为除杂，避免后续引入杂质，而干燥和煅烧的作用在于除去fe3(po4)2.8h2o的结合水，最终得到磷酸亚铁；若烘干温度过低，则起不到干燥的作用，若烘干温度过高，则浪费能量；煅烧过程使用惰性气氛的目的在于，避免磷酸亚铁被氧化降低其纯度。
27、在一些实施例中，在含惰性气体的氛围下，将第二滤渣进行煅烧，得到磷酸亚铁的步骤，包括：在含惰性气体的氛围下，以1-3℃/h的升温速率，将第二滤渣于400-500℃煅烧3-6h，并保持煅烧过程中氧气含量小于或等于100ppm，得到煅烧物料；在惰性气氛下，将煅烧物料冷却至100℃及以下，而后60-100目过筛，即得磷酸亚铁。
28、该实施例中，缓慢升温去除结合水，并保持较低的氧气含量，使fe3(po4)2.8h2o的结合水顺利去除，并避免杂质的生成；若煅烧温度过高，则浪费能量，若煅烧温度过低，则本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磷酸亚铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的磷酸亚铁的制备方法，其特征在于，所述磷酸氢盐至少包括磷酸氢二钾钠、磷酸氢二钠中的一种，和/或
3.根据权利要求2所述的磷酸亚铁的制备方法，其特征在于，所述电解液中，磷酸氢盐的浓度为2-3mol/L，和/或
4.根据权利要求1所述的磷酸亚铁的制备方法，其特征在于，所述电解反应的步骤中，槽电压为0.15-0.35V，电流密度为200-340A/m2，温度为35-45℃，所述阴极和阳极之间的间距为8-15cm。
5.根据权利要求1所述的磷酸亚铁的制备方法，其特征在于，将所述沉淀物依次进行洗涤、干燥及煅烧，得到所述磷酸亚铁的步骤，包括：
6.根据权利要求5所述的磷酸亚铁的制备方法，其特征在于，所述在含惰性气体的氛围下，将所述第二滤渣进行煅烧，得到磷酸亚铁的步骤，包括：
7.根据权利要求1所述的磷酸亚铁的制备方法，其特征在于，所述铁板的含铁量大于等于96%，其中镍铬铜锌含量低于30ppm。
8.根据权利要求1所述的磷酸亚铁的制备
9.一种磷酸亚铁，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的制备方法所制备得到，其中，所述磷酸亚铁的BET为9.67-19.56m2/g，D10为0.59-0.98μm，D50为2.88-3.89μm，D90为9.74-11.24μm，且纯度大于或等于98%。
10.一种磷酸铁锂正极材料，其特征在于，采用如权利要求9所述的磷酸亚铁为原料制备而成。
...【技术特征摘要】
1.一种磷酸亚铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的磷酸亚铁的制备方法，其特征在于，所述磷酸氢盐至少包括磷酸氢二钾钠、磷酸氢二钠中的一种，和/或
3.根据权利要求2所述的磷酸亚铁的制备方法，其特征在于，所述电解液中，磷酸氢盐的浓度为2-3mol/l，和/或
4.根据权利要求1所述的磷酸亚铁的制备方法，其特征在于，所述电解反应的步骤中，槽电压为0.15-0.35v，电流密度为200-340a/m2，温度为35-45℃，所述阴极和阳极之间的间距为8-15cm。
5.根据权利要求1所述的磷酸亚铁的制备方法，其特征在于，将所述沉淀物依次进行洗涤、干燥及煅烧，得到所述磷酸亚铁的步骤，包括：
6.根据权利要求5所述的磷酸亚铁的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕飞，高凯，王勤，刘世琦，
申请(专利权)人：湖北万润新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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