CN108975298A - 球形水合磷酸铁盐晶体及其制备方法和磷酸铁锂以及电池正极材料和锂离子电池 - Google Patents

球形水合磷酸铁盐晶体及其制备方法和磷酸铁锂以及电池正极材料和锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电池材料领域，公开了球形水合磷酸铁盐晶体及其制备方法和磷酸铁锂以及电池正极材料和锂离子电池。该方法包括：将络合剂、含有铁盐的溶液和含有磷酸根的溶液混合，将得到的混合液与氨水溶液在第一反应容器中进行接触，将得到的含有沉淀的溶液溢流到第二反应容器中进行陈化，对陈化后得到的固液混合物进行过滤洗涤后得到固体物料进行烘干。该方法得到的球形水合磷酸铁盐晶体的粒径为5‑10μm，振实密度大于等于1g/cm3，使用本发明球形水合磷酸铁盐制备的锂离子电池正极材料磷酸铁锂，磷酸铁锂的压实密度大于等于2.5g/cm3，使得电池的电化学性能优良。

Description

球形水合磷酸铁盐晶体及其制备方法和磷酸铁锂以及电池正 极材料和锂离子电池
技术领域
本发明涉及电池材料领域，具体涉及一种球形水合磷酸铁盐晶体及其制备方法和磷酸铁锂以及电池正极材料和锂离子电池。
背景技术
橄榄石型的LiFePO4具有优良的电化学性能，适合作为锂离子二次电池的正极材料，其具有比容量高(170mAh/g)，循环性能优良，高温充放电性能好，原材料来源广泛，无环境污染，材料的热稳定性好，所制备电池的安全性能突出等优点，使其在各种可移动电源领域，特别是在电动车动力电池领域有着极大的市场前景。
目前，制备LiFePO4常用草酸亚铁作为铁源，磷酸二氢铵作为磷源，碳酸锂作为锂源。用该方法制备LiFePO4时，合成工艺复杂、控制因素较多、产率较低且生产的LiFePO4的成本较高，而且现有技术得到的LiFePO4的压实密度偏低，影响电池性能。
因此，本领域亟需解决磷酸铁锂电池制备中，原料水合磷酸铁盐晶体振实密度低的问题，从而提高LiFePO4的压实密度。
发明内容
本发明的目的是为了解决磷酸铁锂电池制备原料水合磷酸铁盐晶体的振实密度低的问题，提供了球形水合磷酸铁盐晶体及其制备方法，该方法工艺简单、容易实现工业化生产，并且利用这种球形水合磷酸铁盐晶体为磷酸铁原料制备的磷酸铁锂，以及利用得到的磷酸铁锂制备成电池正极材料和锂离子电池。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供球形水合磷酸铁盐晶体制备方法，该方法包括：将络合剂、含有铁盐的溶液和含有磷酸根的溶液混合，将得到的混合液与氨水溶液在第一反应容器中进行接触，将得到的含有沉淀的溶液溢流到第二反应容器中进行陈化，对陈化后得到的固液混合物进行过滤洗涤后得到固体物料进行烘干。
本发明第二方面提供由本发明的制备方法制备得到的球形水合磷酸铁盐晶体。
本发明第三方面提供一种磷酸铁锂，其中，所述磷酸铁锂由含有磷酸铁的原料制成，所述磷酸铁为本发明的球形水合磷酸铁盐晶体。
本发明第四方面提供一种电池正极材料，其特征在于，所述正极材料的活性成分为所述球形水合磷酸铁盐晶体制备的磷酸铁锂。
本发明第五方面提供一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的正极活性成分为所述球形水合磷酸铁盐晶体制备的磷酸铁锂组成。
通过上述技术方案，采用控制结晶的沉淀工艺制备球形水合磷酸铁盐晶体，可有效的控制球形水合磷酸铁盐晶体的平均粒径为5-10μm，振实密度大于等于1g/cm3，使用本发明球形水合磷酸铁盐制备的锂离子电池正极材料磷酸铁锂，磷酸铁锂的压实密度大于等于2.5g/cm3，使得电池电化学性能优良。
附图说明
图1是本发明的球形水合磷酸铁盐晶体的SEM图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明第一方面提供球形水合磷酸铁盐晶体制备方法，该方法包括：将络合剂、含有铁盐的溶液和含有磷酸根的溶液混合，将得到的混合液与氨水溶液在第一反应容器中进行接触，将得到的含有沉淀的溶液溢流到第二反应容器中进行陈化，对陈化后得到的固液混合物进行过滤洗涤后得到固体物料进行烘干。
本发明中，所述方法在制备球形水合磷酸铁盐晶体的原料中加入络合剂，络合剂能够在酸性条件下与磷酸铁盐中的铁离子形成配位化合物，促进磷酸铁盐晶体的成核。
根据本发明，所述络合剂的结构中可以含有-COOH基团，优选地，所述络合剂为柠檬酸、酒石酸和草酸中的至少一种，其中，柠檬酸、酒石酸或草酸中的-COOH都能够与磷酸铁盐中的铁离子形成配位化合物，所述络合剂的浓度为0.02-2mol/L，优选为0.1-0.3mol/L。
根据本发明，优选地情况下，所述含有铁盐的溶液中，所述铁盐的浓度为0.1-2mol/L，优选为0.8-1.2mol/L，所述含有铁盐的溶液可以为含有铁盐的水溶液。
本发明中，优选地情况下，所述铁盐为二价铁盐或三价铁盐。
本发明中，优选地情况下，所述二价铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁、草酸亚铁、醋酸亚铁中的至少一种。
本发明中，优选地情况下，所述三价铁盐为硫酸铁、硝酸
铁、氯化铁中的至少一种。
本发明中，所述三价铁盐可以为二价铁盐加氧化剂氧化成的三价铁或三价铁盐。
本发明中，所述氧化剂为双氧水、氧气、空气、过氧化钠和氯酸钠中的至少一种。
根据本发明，优选地情况下，所述含有磷酸根的溶液中，所述磷酸根的浓度为0.1-2mol/L，优选为0.8-1.32mol/L，所述含有硫酸根的溶液可以为磷酸根水溶液。
本发明中，优选地情况下，所述磷酸根由磷酸、磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸钠、磷酸氢二钠中的至少一种提供。
本发明中，优选地情况下，所述含有铁盐的溶液中的铁盐与所述含有磷酸根的溶液中的磷酸根的用量摩尔浓度比为1:0.9-1.2。
本发明中，优选地情况下，所述含有铁盐的溶液中的铁盐与所述络合剂的用量摩尔浓度比为1:0.1-0.25。
本发明中，优选地情况下，所述氨水的浓度为0.1-2mol/L，使用氨水调节络合剂、含有铁盐的溶液和含有磷酸根的溶液的混合液的pH值为2-6。
本发明中，优选地情况下，所述络合剂、含有铁盐的溶液和含有磷酸根的溶液的混合液与氨水的接触的温度为20-60℃，所述络合剂、含有铁盐的溶液和含有磷酸根的溶液的混合液与氨水的接触的流量比为1:0.1-2，例如，混合液可以以20-30mL/min的速度加入到反应容器中，同时，氨水溶液可以以10-20mL/min的流速加入到反应容器中。
本发明中，所述络合剂、含有铁盐的溶液和含有磷酸根的混合液与氨水溶液接触后的产物沉淀溢流到第二反应容器中陈化，所述陈化时间为2-4h。
本发明中，所述溢流是指在混合溶液与氨水溶液不断地接触过程中，磷酸铁盐晶体在溶液中不断结晶成核，随着成核的数量的增多，溶液的高度高于溶液所在的第一反应容器的高度，直至溶液排出所在的第一反应容器，将排出的溶液置于第二反应容器中，进行下一步陈化。
本发明中，所述混合溶液与氨水溶液接触完毕后，第一反应容器中还含有晶粒粒径为1-3μm磷酸铁盐晶体，优选地情况下，考虑到节约原料和提高产率的情况下，所述第一反应容器中磷酸铁盐晶体所在的溶液也可以进行上述所述陈化。
本发明中，对陈化后得到的固液混合物进行过滤，用得到的固体物料的1-2倍重量的去离子水洗涤1-6次，直到pH值大于7.0，然后过滤，将洗涤过滤后的固体物料置于烘箱中烘干，其中烘干温度为80-100℃，时间为2-10h。
本发明的第二方面提供由本发明的制备方法制备得到的球形水合磷酸铁盐晶体，如图1所示。
本发明中，所述球形水合磷酸铁盐晶体的分子式为FePO4·nH2O，其中n为1或2。
根据本发明，所述球形水合磷酸铁盐晶体的粒径为5-10μm，振实密度大于等于1g/cm3。
本发明第三方面提供一种磷酸铁锂，其中，所述磷酸铁锂由含有磷酸铁的原料制成，所述磷酸铁为本发明的球形水合磷酸铁盐晶体。
根据本发明，所述磷酸铁锂的压实密度大于等于2.5g/cm3。
本发明中，对于制备磷酸铁锂的具体方法没有特别的限定，可以为本领域常用的各种方法，例如可以为：以本发明的球形水合磷酸铁盐晶体为前驱体、将其与锂源、碳源和溶剂混合，得到浆料；将浆料砂磨、干燥，然后在保护性气氛下进行焙烧，冷却至常温粉碎。
本发明中，上述锂源、碳源和溶剂分别可以为本领域常用的各种锂源、碳源和溶剂，例如，锂源可以为碳酸锂、氢氧化锂、碳酸氢锂、磷酸锂、碳酸锂、醋酸锂、氯化锂、磷酸二氢锂、草酸锂和硝酸锂中的一种或多种，碳源可以为葡萄糖、蔗糖、乳糖、柠檬酸、聚乙二醇和硬脂酸中的一种或多种，溶剂可以为去离子水、无水乙醇、异丙醇和丙酮中的一种或多种。
本发明中，所述干燥可以为本领域常规的方式，例如，喷雾干燥。
本发明中，所述焙烧的条件可以包括：温度为700-800℃，时间为8-12h。
本发明第四方面提供一种电池正极材料，所述正极材料的活性成分为上述球形水合磷酸铁盐晶体制备的磷酸铁锂。
本发明中，所述活性成分为正极材料的95-100重量％。
本发明第五方面提供一种锂离子电池，所述锂离子电池的正极含有上述球形水合磷酸铁盐晶体制备的磷酸铁锂组成。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，在没有特别说明的情况下，使用的各种原料均来自商购，纯度为化学纯。
制得的球形水合磷酸铁盐晶体的振实密度通过《GB/T21354-2008粉末产品振实密度测定通用方法》测得；球形水合磷酸铁盐晶体的粒径通过扫描电子显微镜测定，制造商为日本日立高新技术公司，型号为S-4800；磷酸铁锂的粒径通过Mastersizer 3000超高速智能粒度分析仪测定，制造商为Malvern Panalytical，型号为Mastersizer 3000。
磷酸铁锂的压实密度通过以下方法测定：
将活性物质磷酸铁锂、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、导电剂乙炔黑和溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)按90:5:5:90在真空搅拌机中搅拌形成均匀的正极浆料，将该正极浆料均匀地涂布在厚度为20μm的铝箔的两侧，然后150℃下烘干、辊压、裁切，根据公式压实密度(g/cm3)＝面密度(g/cm2)/材料的厚度(cm)，计算压实密度。
实施例1
制备球形水合磷酸铁盐晶体
(1)用去离子水将三氯化铁配成1mol/L、柠檬酸配成0.1mol/L、磷酸配成1.1mol/L的混合溶液A；
(2)用去离子水将含氨25％的氨水配成2mol/L的溶液B；
(3)打开100L第一反应容器的搅拌浆，投入20L去离子水，用水浴加热将反应器加热到45℃，混合溶液A以20mL/min的速度加入到第一反应容器中，溶液B以10mL/min的流速加入到第一反应容器中，通过调节溶液B的流速，控制pH值为2.20±0.05；
(4)将(3)中反应生成的含有沉淀的溶液溢流到第二反应容器中进行陈化，陈化时间4小时后，将沉淀溶液反复过滤、洗涤，直到洗涤水pH大于7即可。滤饼在80℃的烘箱中烘6h，即可得到球形水合磷酸铁盐晶体，其表观结构如图1所示，测定球形水合磷酸铁盐晶体的粒径为5-8μm，球形水合磷酸铁盐晶体的振实密度为1.3g/cm3。
制备磷酸铁锂
称取300g上述方法制备的球形水合磷酸铁盐晶体、76.4g碳酸锂、23.6g葡萄糖、600g水混合均匀，砂磨1h、喷雾干燥，将混合粉体放入管式炉中，氮气气氛下，按100℃/h升温到750℃，恒温10h，冷却至常温，粉碎即可得到磷酸铁锂成品。测得该产品平均粒径为6-8μm，计算压实密度为2.55g/cm3。
实施例2
制备球形水合磷酸铁盐晶体
(1)用去离子水将硫酸亚铁配成1.2mol/L的溶液A；
(2)再向溶液A中缓慢加入双氧水，直到用赤血盐检验无变色(赤血盐溶液遇到Fe2+生成深蓝色沉淀)，即可得到全部三价铁的溶液B；
(3)另用溶液B、柠檬酸配成0.3mol/L、磷酸配成1.3mol/L的混合溶液C；
(4)用去离子水将25％的氨水配成1mol/L的溶液D；
(5)打开100L第一反应容器的搅拌浆，投入20L去离子水，用水浴加热将反应器加热到60℃，混合溶液C以25mL/min的速度加入到反应容器中，溶液D以20mL/min的流速加入到第一反应容器中，通过调节溶液D的流速，控制pH值为5.0±0.05；
(6)将(5)中反应生成的含有沉淀的溶液溢流到第二反应容器中进行陈化，陈化时间3小时后，将沉淀溶液反复过滤、洗涤，直到洗涤水pH大于7即可。滤饼在90℃的烘箱中烘8h，即可得到球形水合磷酸铁盐晶体，测定球形水合磷酸铁盐晶体的粒径为6-9μm，球形水合磷酸铁盐晶体的振实密度为1.32g/cm3。
制备磷酸铁锂
称取300g上述方法制备的球形水合磷酸铁盐晶体、76.4g碳酸锂、23.6g葡萄糖、600g水混合均匀，砂磨1h、喷雾干燥，将混合粉体放入管式炉中，氮气气氛下，按100℃/h升温到720℃，恒温8h，冷却至常温，粉碎即可得到磷酸铁锂成品。测得该产品平均粒径为6-8μm，计算压实密度为2.59g/cm3。
实施例3
制备球形水合磷酸铁盐晶体
(1)用去离子水将硫酸亚铁配成0.9mol/L的溶液A；
(2)再向溶液A中缓慢加入双氧水，直到用赤血盐检验无变色(赤血盐溶液遇到Fe2+生成深蓝色沉淀)，即可得到全部三价铁的溶液B；
(3)另用溶液B、柠檬酸配成0.2mol/L、磷酸配成0.85mol/L的混合溶液C。
(4)用去离子水将25％的氨水配成0.5mol/L的溶液D；
(5)打开100L第一反应容器的搅拌浆，投入20L去离子水，在室温25℃下，混合溶液C以30mL/min的速度加入到反应容器中，溶液D以15mL/min的流速加入到第一反应容器中，通过调节溶液D的流速，控制pH值为3.0±0.05；
(6)将(5)中反应生成的含有沉淀的溶液溢流到第二反应容器中进行陈化，陈化时间2小时后，将沉淀溶液反复过滤、洗涤，直到洗涤水pH大于7即可。滤饼在95℃的烘箱中烘3h，即可得到球形水合磷酸铁盐晶体，测定球形水合磷酸铁盐晶体的粒径为8-10μm，球形水合磷酸铁盐晶体的振实密度为1.36g/cm3。
制备磷酸铁锂
称取300g上述方法制备的球形水合磷酸铁盐晶体、76.4g碳酸锂、23.6g葡萄糖、600g水混合均匀，砂磨1h、喷雾干燥，将混合粉体放入管式炉中，氮气气氛下，按100℃/h升温到750℃，恒温10h，冷却至常温，粉碎即可得到磷酸铁锂成品。测得该产品平均粒径为8-10μm，计算压实密度为2.58g/cm3。
实施例4
按照实施例3的方法制备球形水合磷酸铁盐晶体，不同的是，三氯化铁的浓度为1.8mol/L，磷酸的浓度为1.8mol/L。
实施例5
按照实施例4的方法制备球形水合磷酸铁盐晶体，不同的是，磷酸的浓度为2mol/L。
实施例6
按照实施例1的方法制备球形水合磷酸铁盐晶体，不同的是，磷酸的浓度为1.3mol/L。
实施例7
按照实施例1的方法制备球形水合磷酸铁盐晶体，不同的是，柠檬酸的浓度为0.3mol/L。
对比例1
按照实施例1的方法制备球形水合磷酸铁盐晶体，不同的是，不添加络合剂，具体为：
制备球形水合磷酸铁盐晶体
(1)用去离子水将三氯化铁配成1mol/L、磷酸配成1.1mol/L的混合溶液A；
(2)用去离子水将含氨25％的氨水配成2mol/L的溶液B；
(3)打开100L第一反应容器的搅拌浆，投入20L去离子水，用水浴加热将反应器加热到45℃，混合溶液A以20mL/min的速度加入到第一反应容器中，溶液B以10mL/min的流速加入到第一反应容器中，通过调节溶液B的流速，控制pH值为2.20±0.05；
(4)将(3)中反应生成的含有沉淀的溶液溢流到第二反应容器中进行陈化，陈化时间4h后，将沉淀溶液反复过滤、洗涤，直到洗涤水pH大于7即可。滤饼在80℃的烘箱中烘6小时，即可得到球形水合磷酸铁盐晶体，测定球形水合磷酸铁盐晶体的粒径为1-3μm，球形水合磷酸铁盐晶体的振实密度为0.96g/cm3。
制备磷酸铁锂
称取300g上述方法制备的球形水合磷酸铁盐晶体、76.4g碳酸锂、23.6g葡萄糖、600g水混合均匀，砂磨1h、喷雾干燥，将混合粉体放入管式炉中，氮气气氛下，按100℃/h升温到750℃，恒温10h，冷却至常温，粉碎即可得到磷酸铁锂成品。测得该产品平均粒径为6-8μm，计算压实密度为2.25g/cm3。
对比例2
按照实施例2的方法制备球形水合磷酸铁盐晶体，不同的是，不添加络合剂，具体为：
制备球形水合磷酸铁盐晶体
(1)用去离子水将硫酸亚铁配成1.2mol/L的溶液A；
(2)再向溶液A中缓慢加入双氧水，直到用赤血盐检验无变色(赤血盐溶液遇到Fe2+生成深蓝色沉淀)，即可得到全部三价铁的溶液B；
(3)另用溶液B、磷酸配成1.3mol/L的混合溶液C；
(4)用去离子水将25％的氨水配成1mol/L的溶液D；
(5)打开100L第一反应容器的搅拌浆，投入20L去离子水，用水浴加热将反应器加热到60℃，混合溶液C以25mL/min的速度加入到反应容器中，溶液D以20mL/min的流速加入到第一反应容器中，通过调节溶液D的流速，控制pH值为5.0±0.05；
(6)将(5)中反应生成的含有沉淀的溶液溢流到第二反应容器中进行陈化，陈化时间3h后，将沉淀溶液反复过滤、洗涤，直到洗涤水pH大于7即可。滤饼在90℃的烘箱中烘8小时，即可得到球形水合磷酸铁盐晶体，测定球形水合磷酸铁盐晶体的粒径为2-4μm，球形水合磷酸铁盐晶体的振实密度为0.92g/cm3。
制备磷酸铁锂
称取300g上述方法制备的球形水合磷酸铁盐晶体、76.4g碳酸锂、23.6g葡萄糖、600g水混合均匀，砂磨1h、喷雾干燥，将混合粉体放入管式炉中，氮气气氛下，按100℃/h升温到720℃，恒温8h，冷却至常温，粉碎即可得到磷酸铁锂成品。测得该产品平均粒径为6-8μm，计算压实密度为2.17g/cm3。
测试例1
下面的实施例说明采用本发明提供的正极活性物质磷酸亚铁锂制备成电池后对电池进行性能测试。
(1)电池的制备
正极的制备
分别将90g由实施例1-6和对比例1-2制得的正极活性物质LiFePO4、5克粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)和5g导电剂乙炔黑加入到50gN-甲基吡咯烷酮中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的正极浆料。将该正极浆料均匀地涂布在厚度为20μm的铝箔的两侧，然后150℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为540×43.5mm的正极，其中含有约5.2g活性成分LiFePO4。
负极的制备
将90g负极活性成分天然石墨、5g粘接剂聚偏氟乙烯、5g导电剂乙炔黑加入到100gN-甲基吡咯烷酮中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的负极浆料。将该负极浆料均匀地涂布在厚度为12μm的铜箔的两侧，然后在90℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为500×44mm的负极，其中含有约3.8g活性成分天然石墨。
电池的装配
分别将上述的正、负极与聚丙烯膜卷绕成一个方型锂离子电池的极芯，随后将LiPF6按1摩尔/升的浓度溶解在EC/EMC/DEC＝1:1:1的混合溶剂中形成非水电解液，将该电解液以3.8g/Ah的量注入电池铝壳中，密封，分别制成锂离子二次电池A1-A9。
(2)电池性能测试
将上述制得的锂离子A1-A9电池分别放在测试柜上，先以0.2C进行恒流恒压充电，充电上限为4.2V；搁置20分钟后，以0.2C的电流从4.2V放电至2.5V，记录电池的首次放电容量，并按照下述公式计算电池的质量比容量；
其中，质量比容量(mah/g)＝电池首次放电容量(mah)/正极材料重量(g)；
单位体积电池首次放电容量(mah/cm3)＝质量比容量(mah/g)×压实密度(g/cm3)。
表1
表2
结合实施例、对比例、表1和表2的结果可以看出，采用本发明提供的方法的实施例可以制备出的球形水合磷酸铁盐晶体的振实密度均大于1g/cm3，进一步制成的磷酸铁锂压实密度大于等于2.5g/cm3，从而可以应用制得的锂离子电池具有较高的单位体积电池首次放电容量，电池的电化学性能优良。
实施例6中铁离子与磷酸根的摩尔比超出了1:0.9-1.2的范围，实施例7中铁离子与柠檬酸的摩尔比超出了1:0.1-0.25的范围，实施例6和实施例7与实施例1-5相比，实施例6和实施例7的球形水合磷酸铁盐晶体的振实密度，制成的磷酸铁锂压实密度和应用制得的锂离子电池的单位体积电池首次放电容量都下降。
对比例1-2分别相比于实施例1和2，制备球形水合磷酸铁盐晶体时不添加络合剂，则得到的球形水合磷酸铁盐晶体的振实密度小于1g/cm3；进一步制成的磷酸铁锂压实密度小于2.5g/cm3；进而制成的电池的单位体积电池首次放电容量较低，电池的电化学性能降低。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种球形水合磷酸铁盐晶体的制备方法，其特征在于，该方法包括：将络合剂、含有铁盐的溶液和含有磷酸根的溶液混合，将得到的混合液与氨水溶液在第一反应容器中进行接触，将得到的含有沉淀的溶液溢流到第二反应容器中进行陈化，对陈化后得到的固液混合物进行过滤洗涤后得到固体物料进行烘干。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述络合剂为柠檬酸、酒石酸和草酸中的至少一种；
优选地，所述络合剂的浓度为0.02-2mol/L，更优选为0.1-0.3mol/L。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述含有铁盐的溶液中，所述铁盐的浓度为0.1-2mol/L，优选为0.8-1.2mol/L；
优选地，所述铁盐为二价铁盐或三价铁盐；
优选地，所述二价铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁、草酸亚铁、醋酸亚铁中的至少一种；
优选地，所述三价铁盐为硫酸铁、硝酸铁、氯化铁中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述含有磷酸根的溶液中，所述磷酸根的浓度为0.1-2mol/L，优选为0.8-1.32mol/L；
优选地，所述磷酸根由磷酸、磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸钠和磷酸氢二钠中的至少一种提供；
优选地，所述含有铁盐的溶液中的铁离子与所述含有磷酸根的溶液中的磷酸根的用量的摩尔比为1:0.9-1.2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述烘干温度为80-100℃，时间为2-10h。
6.由权利要求1-5中任意一项所述制备方法制备得到的球形水合磷酸铁盐晶体。
7.根据权利要求6所述的球形水合磷酸铁盐晶体，其中，所述球形水合磷酸铁盐晶体的粒径为5-10μm，振实密度大于等于1g/cm3。
8.一种磷酸铁锂，其特征在于，所述磷酸铁锂由含有磷酸铁的原料制成，所述磷酸铁为权利要求6所述的球形水合磷酸铁盐晶体，优选地，所述磷酸铁锂的压实密度大于等于2.5g/cm3。
9.一种电池正极材料，其特征在于，所述正极材料的活性成分为权利要求8所述的磷酸铁锂。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的正极含有由权利要求9所述的正极材料。
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