磷酸铁又名正磷酸铁，分子式 Fe PO4，理论密度为 2.74 g·cm-3，在自然界以蓝铁矿的形式存在。磷酸铁可以带不同个数的结晶水形成不同的水合物，如二水磷酸铁、三水磷酸铁、八水磷酸铁等。其中二水磷酸铁最为普遍，为白色、粉红色或淡黄色粉末，除了硝酸之外它难溶于其他酸，几乎不溶于水、醋酸、醇。磷酸铁具有许多不同的结构，包括异磷铁锰矿、单斜、a-石英结构、斜方和无定型等[1]。在 Li Fe PO4电池中，Fe PO4是 Li Fe PO4的脱锂产物，两者的结构相似，它具有异磷铁锰矿的结构，属于正交晶系，其空间点群为 Pnma，晶胞参数为  a=9.8142 Å，b=5.789 Å，c=4.7820 Å。
 
磷酸铁是制备磷酸铁锂正极材料的重要前驱体。在催化剂、饲料添加剂、涂料、陶瓷釉料等领域也有重要应用。还有研究将磷酸铁包覆在三元材料颗粒的表面，可以防止三元材料与电解液发生副反应，对长时间充放电过程中过渡金属离子的溶解起到仰制作用，从而改善三元材料的电化学性能。
 
磷酸铁作为制备磷酸铁锂的重要前驱体，其品质严重依赖于本身的铁磷比。如果铁过量，磷酸铁的颜色将会呈现暗黄色；磷过量时，颜色将呈现为灰白色或者暗灰白色。因此，在磷酸铁的制备过程中要严格控制磷酸铁的铁磷比。一般要求产品中的 Fe/P摩尔比稍稍小于 1，如 0.96-0.99。
 
磷酸铁的工业生产已有多年历史，通常采用三价铁盐或二价铁盐为原料，加入磷酸或磷酸盐，配成混合溶液，再用碱溶液沉淀制得。
 一种典型的方法是：以廉价的 Fe SO4·7H2O 为铁源，配成水溶液后，加入一定量的硫酸酸化，加入过量的双氧水(H2O2)将 Fe2+氧化成 Fe3+，再在溶液中加入一定量的磷酸或磷酸盐，用氨水调 p H 值，使 Fe3+和 PO43-结合生成沉淀，再经洗涤、老化、烘干制成
结晶态 Fe PO4·2H2O，也可进一步脱水制成无水 Fe PO4。

另一种方法是：以廉价的 Fe SO4·7H2O 为铁源，配成水溶液，称为溶液一；将磷酸氢二铵和双氧水配成混合水溶液，称为溶液二；将溶液二快速滴入溶液一中，双氧水将Fe2+氧化成 Fe3+，体系中自动形成合适 p H 值的缓冲溶液，使 Fe3+和 PO43-结合生成沉淀，
再经洗涤、老化、烘干制成结晶态 Fe PO4·2H2O，也可进一步脱水制成无水 Fe PO4。
 
以上两种制备工艺都是间歇操作工艺，制备条件控制不够严谨精密，操作繁琐、复杂，不易自动控制，产品一致性较差，生产能力较小，成本较高，急需改进。雷敏等曾经报道用 Fe(NO3)3、H3PO4、NH3为原料，通过控制结晶技术合成球形Fe PO4·x H2O 前驱体，也可用 Fe2(SO4)3代替 Fe(NO3)3来制备。该方法可连续规模生产，产品为规则的球形，易于洗涤，一致性好。
连续工艺特别适合于磷酸铁前驱体的规模经济生产，工艺简化，易于自动控制，产品一致性好，成本降低，生产能力增大。因此，连续工艺是磷酸铁前驱体制备技术的发展方向。
 
此外，人们在磷酸铁新工艺和新产品研制方面也取得了很多进展。Pbca  Song  Y等以磷酸和氯化亚铁为原料，通过水热法制备出二水磷酸铁。郑俊超等系统地研究了制备过程中 p H 对 Fe PO4·x H2O 的影响。彭春丽等研究了不同的溶液浓度对Fe PO4·x H2O 的影响。彭忠东等研究了表面活性剂 PEG 对前驱体 Fe PO4·x H2O 形貌的影响。董虹等系统研究了反应温度、溶液 p H 值、滴加速度对材料性能的影响。应皆荣等将二价铁盐与磷酸或者磷酸盐配制成混合溶液，以空气为氧化剂，用碱性沉淀剂调节溶液 p H 值，制备出 NH
4Fe2(OH)(PO4)·2H2O，然后将其在空气气氛下煅烧，得到电池级无水磷酸铁，用空气为氧化剂进一步降低了成本。娄晓明等以 Fe(NO3)3·9H2O 为铁源、H3PO4为磷源、十二烷基硫酸钠为表面活性剂，在 100℃水浴条件下合成了自组装的 3D“微纳结构”的 Fe PO4·2H2O 纳米材料。伍丽萍等以 Fe SO4·7H2O、H3PO4、H2SO4、H2O2、NH3·H2O 为原料在低温醇水体系中合成了纳米级的磷酸铁，系统研究了醇水比例、反应物浓度、反应时间、搅拌速度等因素对磷酸铁颗粒粒度大小的影响。陈召勇等采用氯化铁、硫酸亚铁、硝酸铁等多种铁源及磷酸二氢铵、磷酸、磷酸铵等多种磷源通过沉淀法制备出了多种磷酸铁，研究了不同铁源及磷源选择对磷酸铁前驱体形貌的影响。张宝等以硫酸亚铁、磷酸二氢铵、双氧水、氨水通过液相法制备出了Fe PO4·2H2O，研究了双氧水的加入量、溶液 p H、反应温度及搅拌强度对 Fe PO4·2H2O性能的影响。张军等用工业级的硫酸亚铁和磷酸二氢铵分别为铁源和磷源，双氧水作为氧化剂、氨水作为碱性沉淀剂，通过共沉淀法制备出不同粒度大小和形貌的磷酸铁前驱体。李文升等以硝酸铁、磷酸、氢氧化钠为原料，通过液相沉淀法制备出了高振实密度的 Fe PO4·x H2O，研究了反应温度、时间、p H 值对磷酸铁的影响。杜瑜敏等在制备磷酸铁过程中加入了一定含量的氧化石墨烯，制备出氧化石墨烯复合的磷酸铁。Fan等、Li等、Zhan等也制备出了石墨烯复合磷酸铁。这些研究工作都为工业生产的工艺改进提供了有益的借鉴。但有些研究目前还停留在实验室阶段，不适合工业化生产。

以上内容出自：孙少先 新型磷酸铁前驱体及磷酸铁锂正极材料的制备及性能研究