本公开涉及锂离子电池正极材料领域，尤其涉及一种磷酸铁材料的制备方法和应用。
背景技术：
1、随着新能源的大力发展，锂电池在各行各业的应用范围逐渐扩大，小到生活电器数码产品，大到交通工具工业制造，锂电池的身影随处可见。尤其是磷酸铁锂电池，得益于橄榄石结构的稳定，其具有优秀的循环性能和安全使用性，在电动汽车上具有广阔的商业前景。磷酸铁作为磷酸铁锂的重要原料，其主要制备方法是采取可溶性铁盐和磷酸盐为原料，将二价铁氧化成三价铁，调节ph通过共沉淀生成电池级磷酸铁。该方法容易造成一次颗粒团聚成二次颗粒，影响合成磷酸铁锂的质量造成其导电性较差，且铁盐和磷酸盐为原料会引入过多的杂质，增加工艺除杂成本。
2、为此，公开号为cn116409767a的专利采用有机磷源和有机铁源作为原料，先高温氧化完再放进装有碳材料的高温低压反应釜中，原料和碳材料表面发生吸附作用提高反应接触面积和增大分散性，再高温煅烧生成团聚较少的纳米磷酸铁。尽管减少了杂质的引入，该反应以有机物为原料，仍需额外加入氧化剂进行氧化，且增加了氧化后原料和碳材料在反应釜中高温吸附的步骤。
技术实现思路
1、基于此，本公开的目的在于，提供一种磷酸铁材料的制备方法，采用高铁酸盐氧化有机磷，高铁酸盐既提供了铁源，同时作为氧化剂，在制备磷酸铁材料过程中，避免了大量氧化剂的使用，造成浪费。
2、第一部分：
3、一种磷酸铁材料的制备方法，包括以下步骤：
4、将有机磷溶液与腐殖酸混合，得到混合液；
5、向所述混合液中加入高铁酸盐溶液，得到含三价铁溶液；
6、调节所述含三价铁溶液ph，使其产生沉淀，过滤后得到沉淀物；
7、将所述沉淀物烘干，并脱去结晶水，得到无水fepo4材料。
8、本公开采用高铁酸盐氧化有机磷，高铁酸盐自身还原成三价铁，既提供了铁源又作为氧化剂，在氧化过程中引入腐殖酸与有机磷形成竞争氧化关系，将高铁酸盐活化成更高氧化性的高阶铁基中间体，腐殖酸被氧化后电负性增强可以吸附铁离子起到分散作用，防止生成的磷酸铁团聚，粒径均匀，有利于提高后续制备得磷酸铁锂的电学性能。
9、高铁酸根(feo4)2-利用自身的强氧化性可以将有机磷中的p＝o、p＝s等键强度减弱造成断裂，从而降解成co2、po43-、h2o等无机小分子产物，高铁酸根自身还原成三价铁，三价铁和氧化后的无机磷酸根共沉淀反应生成磷酸铁，避免了传统过程中关于铁源繁琐的氧化步骤和引入过多杂质。
10、此外，高铁酸盐在自氧化还原过程中高铁酸盐氧化后会产生氢氧根离子，有机磷降解产生水，一定程度上起到调节ph的作用，可以减少碱性物质的引入。高铁酸盐氧化有机磷变成无机磷时需要反应时间，可以降低磷酸铁的结晶和生长速率，有助于磷酸铁结晶的有序生长。
11、有机磷溶液里面含有少量的腐殖酸，在高铁酸盐氧化的时候，腐殖酸和有机磷形成氧化竞争关系，腐殖酸含有大量的活性官能团，可以先与高铁酸盐反应使fe(ⅵ)活化生成了高阶铁基中间体fe(v)/fe(ⅳ)，具有更高的氧化性氧化有机磷，提高氧化效率。被氧化之后的腐殖酸亲水性和电负性增强，可以吸附还原后的三价铁离子起到分散作用，防止生成的磷酸铁团聚，且腐殖酸和生成的磷酸铁沉淀形成混合物，在磷酸铁脱水时，腐殖酸变为气体挥发，在磷酸铁内部留下孔洞。
12、作为一种优选方案，所述有机磷为磷酸酯、磷酸二乙酯、磷酸三乙酯中的至少一种。
13、作为一种优选方案，所述有机磷的浓度为0.01-0.06mol/l，有利于高铁酸根充分氧化有机磷，有机磷浓度过高的则会造成氧化不充分、不彻底。
14、作为一种优选方案，所述腐殖酸为黄腐酸、棕腐酸中的至少一种。
15、作为一种优选方案，所述混合液中所述腐殖酸的浓度为1-6mg/l，腐殖酸作为竞争氧化关系，若浓度过高，会影响有机磷参与氧化的量。
16、作为一种优选方案，所述含高铁酸根溶液为高铁酸钠、高铁酸钾、高铁酸中的至少一种。
17、作为一种优选方案，所述高铁酸根的浓度为0.1-0.3mol/l，在酸性条件下，高铁酸根浓度越高，分解越快，所以浓度不能过高。
18、作为一种优选方案，所述含高铁酸根溶液在1小时内匀速缓慢加入所述混合液中；所述含三价铁溶液中，fe和p的摩尔比为1-1.3：1；高铁酸根在酸性条件下较快容易分解，所以需要缓慢加入，防止过快分解；fe的摩尔量比p稍高有利于有机磷的充分氧化。
19、作为一种优选方案，所述混合液中加入所述含高铁酸根溶液时，需要保持混合液的ph不大于2.3，由于高铁酸盐还原后变成三价铁和氢氧根离子，降低ph值可以避免氢氧化铁产生，提高铁离子的利用率。
20、作为一种优选方案，所述含三价铁溶液ph调节至1.8-2.2，并且加热至65-95℃，加热2-6h，控制ph避免生成氢氧化铁沉淀，加热所述含三价铁溶液能加速沉淀。
21、作为一种优选方案，所述沉淀物烘干前，还需要用去离子水和乙醇洗涤至上层清液ph为中性，所述烘干的温度为70-110℃，所述脱水温度为500-650℃，所述脱水时间为3-5h。
22、第二部分：
23、一种无水fepo4材料，由第一部分所述的一种磷酸铁材料的制备方法制备。
24、第三部分：
25、一种磷酸铁锂正极材料，由第二部分所述的无水fepo4材料制备。
26、第四部分：
27、一种锂离子电池，包括第三部分所述的磷酸铁锂正极材料。
28、第五部分：
29、一种磷酸铁材料的应用，包括以下步骤：
30、将第二部分所述的无水fepo4材料和碳酸锂、葡萄糖按照铁、锂和碳元素摩尔比为1：1-1.05：0.04-0.15的化学计量比在水中均匀分散混料，以500-850r/min转速球磨4-5h至混合均匀，随后喷雾干燥处理得到前驱体粉末；
31、将所述前驱体粉末在氮气保护气氛下以3℃/min的升温速率升至300℃保温3h，再升温至750℃高温煅烧6.5h，得到lifepo4/c正极材料。
32、作为一种优选方案，将所述lifepo4/c正极材料和乙炔黑、聚偏氟乙烯按照质量比为92：4：4均匀混合于n-甲基吡咯烷酮中，得到混合浆料；
33、将所述混合浆料涂覆于铝箔上，随后置于真空干燥箱中干燥，得到正极极片；
34、将所述正极极片置于氩气手套箱中装配成电池，负极为金属锂片，隔膜为聚丙烯多孔膜，电解液由lipf6、碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯组成，其中所述lipf6浓度为1mol/l，所述碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为1：1。
1.一种磷酸铁材料的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种磷酸铁材料的制备方法，其特征在于，所述有机磷为磷酸酯、磷酸二乙酯、磷酸三乙酯中的至少一种。
3.根据权利要求2所述一种磷酸铁材料的制备方法，其特征在于，所述有机磷的浓度为0.01-0.06mol/l。
4.根据权利要求1所述一种磷酸铁材料的制备方法，其特征在于，所述腐殖酸为黄腐酸、棕腐酸中的至少一种。
5.根据权利要求1所述一种磷酸铁材料的制备方法，其特征在于，所述混合液中所述腐殖酸的浓度为1-6mg/l。
6.根据权利要求1所述一种磷酸铁材料的制备方法，其特征在于，所述含高铁酸根溶液为高铁酸钠、高铁酸钾、高铁酸中的至少一种。
7.根据权利要求6所述一种磷酸铁材料的制备方法，其特征在于，所述高铁酸根浓度为0.1-0.3mol/l。
8.根据权利要求7所述一种磷酸铁材料的制备方法，其特征在于，所述含高铁酸根溶液在1小时内匀速缓慢加入所述混合液中；所述含三价铁溶液中，fe和p的摩尔比为1-1.3：1。
9.根据权利要求1所述一种磷酸铁材料的制备方法，其特征在于，所述混合液中加入所述含高铁酸根溶液时，需要保持混合液的ph不大于2.3。
10.根据权利要求1所述一种磷酸铁材料的制备方法，其特征在于，所述含三价铁溶液ph调节至1.8-2.2，并且加热至65-95℃，加热2-6h。
11.根据权利要求1所述一种磷酸铁材料的制备方法，其特征在于，所述沉淀物烘干前，还需要用去离子水和乙醇洗涤至上层清液ph为中性，所述烘干的温度为70-110℃，所述脱水温度为500-650℃，所述脱水时间为3-5h。
12.一种无水fepo4材料，由权利要求1-11任意一项所述的一种磷酸铁材料的制备方法制备。
13.一种磷酸铁锂正极材料，由权利要求12所述的无水fepo4材料制备。
14.一种锂离子电池，包括权利要求13所述的磷酸铁锂正极材料。
15.一种磷酸铁材料的应用，包括以下步骤：
16.根据权利要求15所述一种磷酸铁材料的应用，还包括以下步骤：
