本發(fā)明涉及鋰離子電池，具體而言，涉及一種磷酸鐵及其制備方法和應用。
背景技術(shù)：
1、在鋰離子電池的結(jié)構(gòu)中，正極材料是鋰電池最核心的部件，其優(yōu)劣直接決定新能源汽車的使用性能。近年來鋰離子電池正極材料正朝著高能量密度、長循環(huán)壽命、低成本、環(huán)保的方向發(fā)展，但是，由磷酸鐵鋰組成的電池系統(tǒng)壓實密度較低，限制了其在動力電池中的應用。壓實密度對電池性能有很大影響，是鋰離子電池生產(chǎn)中的一個重要參數(shù)；為了提高能量密度，一般需要盡可能提高壓實密度?，F(xiàn)行工藝集中在磷酸鐵鋰制備過程中采用物理機械法混合固體磷酸鐵鋰，但是普遍壓實效果不明顯，會導致混合不均勻，小顆粒不能有效填充，性能不穩(wěn)定。
2、磷酸鐵是用于制備磷酸鐵鋰的重要原料之一，常規(guī)的制備方法中可以采用如碳熱還原法、高溫固相法等固相工藝，或是如水熱法、自熱蒸發(fā)法等液相工藝，從而以磷酸鐵制備得到磷酸鐵鋰正極材料。在上述工藝中，磷酸鐵的比表、粒徑、形貌和結(jié)構(gòu)等性能指標在合成的磷酸鐵鋰材料的電化學性能中起著至關(guān)重要的作用，磷酸鐵鋰材料的尺寸、壓實密度等性質(zhì)很大程度上依賴于磷酸鐵的相關(guān)性質(zhì)。
3、有鑒于此，特提出本發(fā)明。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的第一目的在于提供一種磷酸鐵的制備方法，以磷酸鐵原料側(cè)解決磷酸鐵鋰正極材料壓實密度低的技術(shù)問題，另外實現(xiàn)鈦白制備工藝的副產(chǎn)品低酸金紅石母液的資源化與高價值再利用。
2、本發(fā)明的第二目的在于提供一種磷酸鐵，具有低比表面積、高壓實密度的效果。
3、本發(fā)明的第三目的在于提供一種磷酸鐵鋰，壓實密度表現(xiàn)好。
4、本發(fā)明的第四目的在于提供一種鋰離子電池，具有良好的能量密度、低內(nèi)阻，改善倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。
5、本發(fā)明的第五目的在于提供一種用電設(shè)備。
6、為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
7、一種磷酸鐵的制備方法，包括如下步驟：
8、(1)去除硫酸法制備鈦白粉的副產(chǎn)物金紅石母液中的鋁離子和鈦離子，凈化并得到全鐵濃度為80g/l～100g/l的鐵源溶液；
9、(2)配制ph＝7～8的磷源溶液；將所述磷源溶液與所述鐵源溶液混合，在50℃～65℃下進行反應；待反應結(jié)束后，通過壓濾和洗滌得到一洗濾餅；
10、(3)將所述一洗濾餅在50℃～65℃下打漿，添加過氧化氫，待反應后調(diào)整ph至1.6～2.0；升溫至80℃～95℃下進行保溫處理，而后通過壓濾、洗滌和煅燒得到無水磷酸鐵。
11、一種磷酸鐵，采用所述的磷酸鐵的制備方法制得。
12、一種磷酸鐵鋰，采用所述的磷酸鐵制備得到。
13、一種鋰離子電池，采用所述的磷酸鐵或所述的磷酸鐵鋰制備得到。
14、一種用電設(shè)備，包括所述的鋰離子電池。
15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：
16、(1)本發(fā)明通過以硫酸法制備鈦白粉的副產(chǎn)物金紅石母液進行提純制得了一種鐵鹽濃度高的鐵源材料；通過高濃度的鐵源材料提高單位體積內(nèi)分子數(shù)量，降低分子間距離，由此顯著增加了反應物分子之間相互碰撞的概率，即發(fā)生反應的機會增加，實現(xiàn)了磷酸鐵晶核的形成速率加快，快速成核，后續(xù)生長占主導，一次顆粒長大，并得到比表面積更小的磷酸鐵產(chǎn)品。
17、(2)本發(fā)明為提升磷酸鐵一次顆粒形成二次顆粒時的緊密度，并擴大二次磷酸鐵顆粒的粒徑分布范圍，本發(fā)明通過兩次調(diào)節(jié)磷源向鐵源中的加料速度和攪拌速率，利用前期慢加以已經(jīng)生成的磷酸鐵為附著點繼續(xù)生長，后期加快滴加速率使顆粒更加緊湊，使顆粒整體粒徑顯著增加。同時，攪拌速率前快后慢，較快的攪拌速率有利于物料的充分反應，較慢的攪拌速率有利于二次團聚體的生長，同時更有利于水洗，并制備得到壓實密度更高的磷酸鐵、及其衍生的高壓實磷酸鐵鋰材料。
1.一種磷酸鐵的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵的制備方法，其特征在于，所述金紅石母液包括：亞鐵100g/l～110g/l，鋁0.2g/l～0.4g/l和鈦0.2g/l～0.6g/l；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中，所述去除包括：向所述金紅石母液中添加堿液至ph為4.3～5.0，固液分離以去除所述金紅石母液中的鋁離子和鈦離子；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述磷源溶液的配制包括：將磷酸與堿液進行反應，得到所述磷源溶液；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述反應包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，以所述鐵源溶液中的鐵原子計，以所述磷源溶液中的磷原子計，所述鐵源溶液與所述磷源溶液的摩爾比為(1～1.3)：1；
7.一種磷酸鐵，其特征在于，采用如權(quán)利要求1～6任一項所述的磷酸鐵的制備方法制得；
8.一種磷酸鐵鋰，其特征在于，采用如權(quán)利要求7所述的磷酸鐵制備得到；
9.一種鋰離子電池，其特征在于，采用如權(quán)利要求7所述的磷酸鐵或如權(quán)利要求8所述的磷酸鐵鋰制備得到。
10.一種用電設(shè)備，其特征在于，包括如權(quán)利要求9所述的鋰離子電池。