本发明涉及电池材料，具体而言，涉及一种磷酸铁锂正极材料及其合成方法与应用。
背景技术：
1、锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命和高能效而被广泛应用于电动汽车、消费电子产品和储能领域。目前锂离子电池正极材料中，磷酸铁锂材料因安全性高、结构稳定、循环性能好而大规模应用于新能源汽车行业。
2、目前磷酸铁锂的合成方法可以分为固相法和液相法。
3、其中，固相法是目前应用最多的方法，一般以草酸亚铁、磷酸铁或氧化铁为铁源，碳酸锂、氢氧化锂等为锂源，磷酸二氢铵、磷酸氢二铵为磷源，葡萄糖、蔗糖等为碳源，将各种原料按计量比混合后进行研磨分散，经喷雾干燥后高温下煅烧得到磷酸铁锂。该方法高温煅烧时间长，能量消耗高，另外，制备过程中产生大量废气，给环保带来压力。
4、液相法一般以硫酸亚铁为铁源，磷酸为磷源，氢氧化锂为锂源，将硫酸亚铁溶液和磷酸溶液混合，然后将氢氧化锂溶液加入混合溶液中，在100℃以上的高压条件下水热反应合成磷酸铁锂。虽然液相法液能耗较固相法低，但是液相法对设备耐高温、耐高压性能要求高，成本高，不利于大规模生产。此外，制备过程中产生废水，环保成本高。
5、鉴于此，特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂正极材料及其合成方法与应用，以解决或改善上述技术问题。
2、本发明可这样实现：
3、第一方面，本发明提供一种磷酸铁锂正极材料的合成方法，包括以下步骤：将电解池在通电条件下进行电解，电解后在阴极得到磷酸铁锂正极材料；
4、电解池包括阳极侧电解液、阴极侧电解液、隔膜、用于与电源正极连接的初始阳极和用于与电源负极连接的初始阴极；其中，阳极侧电解液与阴极侧电解液之间设置隔膜，初始阳极的至少部分区域位于阳极侧电解液中，初始阴极的至少部分区域位于阴极侧电解液中；
5、初始阳极为铁酸锂包覆铁电极，初始阴极为磷酸铁电极；阴极侧电解液中含有锂离子。
6、在可选的实施方式中，电解是于恒定电压条件下进行。
7、在可选的实施方式中，电解过程中的电压为0.1v～0.5v。
8、在可选的实施方式中，电解的时间为8h～15h。
9、在可选的实施方式中，阴极侧电解液为锂盐回收液。
10、在可选的实施方式中，阴极侧电解液包括废旧磷酸铁锂电极片酸浸回收的锂盐回收液。
11、在可选的实施方式中，阴极侧电解液中锂离子的浓度为6g/l～12g/l。
12、在可选的实施方式中，阳极侧电解液包括硫酸钠溶液和硫酸钾溶液中的至少一种。
13、在可选的实施方式中，阳极侧电解液的浓度为5g/l～20g/l。
14、在可选的实施方式中，隔膜为阴离子交换膜。
15、在可选的实施方式中，磷酸铁电极的制备包括：将磷酸铁、导电剂、粘结剂和溶剂混合所得的电极浆料涂覆于集流体表面，干燥。
16、在可选的实施方式中，磷酸铁电极的制备包括以下特征中的至少一种：
17、特征1：导电剂包括导电炭黑、乙炔黑、碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的至少一种；
18、特征2：粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯和聚四氟乙烯中的至少一种；
19、特征3：溶剂包括n-甲基吡咯烷酮；
20、特征4：磷酸铁、导电剂和粘结剂溶液的质量比为(70～90):(5～20):(5～10)，其中，粘结剂溶液由粘结剂与溶剂混合而得；
21、特征5：粘结剂溶液中，粘结剂与溶剂的质量比为1:9至2:8；
22、特征6：涂覆量为2mg/cm2～6mg/cm2；
23、特征7：集流体包括碳布、石墨毡和钛网中的至少一种；
24、特征8：干燥的温度为80℃～100℃；
25、特征9：干燥的时间为12h～15h。
26、在可选的实施方式中，铁酸锂包覆铁电极的制备包括：将铁电极和镍电极分别作为阳极和阴极，在熔化后的熔盐电解质中对铁电极进行恒电位极化，得到铁表面包覆有铁酸锂的铁酸锂包覆铁电极。
27、在可选的实施方式中，铁酸锂包覆铁电极的制备包括以下特征中的至少一种：
28、特征10：熔盐电解质包括碳酸锂；
29、特征11：以ag/ag2so4为参比电极，恒电位极化所用的电压为0.5v～1.2v；
30、特征12：恒电位极化的时间为50min～70min。
31、第二方面，本发明提供一种磷酸铁锂正极材料，该磷酸铁锂正极材料由前述实施方式任一项的合成方法合成而得。
32、第三方面，本发明提供一种正极极片，该正极极片中的活性材料包括前述实施方式的磷酸铁锂正极材料。
33、第四方面，本发明提供一种电池，该电池包括前述实施方式的正极极片。
34、本发明的有益效果包括：
35、本发明提供的磷酸铁锂正极材料的合成方法基于锂离子脱嵌原理，利用包括磷酸铁电极、铁酸锂包覆铁电极以及含有锂离子的阴极侧电解液的电解池，在通电条件下，阴极侧电解液中的锂离子嵌入磷酸铁电极，实现电解法合成磷酸铁锂正极材料。该方法与传统的固相法和液相法相比，具有工艺简单、能耗低、成本低以及绿色环保等优点。此外，本发明提供的磷酸铁锂正极材料的合成方法中，惰性阳极为fe@lfo电极，具有价格低廉、高稳定性、高导电性等特点，有利于获得更高的电流密度。
36、由该方法合成所得的磷酸铁锂正极材料稳定性和导电性均较好。由该正极材料进一步制备所得的电池可具有较高的放电容量以及首效。
1.一种磷酸铁锂正极材料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：将电解池在通电条件下进行电解，电解后在阴极得到磷酸铁锂正极材料；
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，电解是于恒定电压条件下进行；
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述阴极侧电解液为锂盐回收液；
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述阳极侧电解液包括硫酸钠溶液和硫酸钾溶液中的至少一种；
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述隔膜为阴离子交换膜。
6.根据权利要求1～5任一项所述的合成方法，其特征在于，所述磷酸铁电极的制备包括：将磷酸铁、导电剂、粘结剂和溶剂混合所得的电极浆料涂覆于集流体表面，干燥；
7.根据权利要求1～5任一项所述的合成方法，其特征在于，所述铁酸锂包覆铁电极的制备包括：将铁电极和镍电极分别作为阳极和阴极，在熔化后的熔盐电解质中对所述铁电极进行恒电位极化，得到铁表面包覆有铁酸锂的铁酸锂包覆铁电极；
8.一种磷酸铁锂正极材料，其特征在于，所述磷酸铁锂正极材料由权利要求1～7任一项所述的合成方法合成而得。
9.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片中的活性材料包括权利要求8所述的磷酸铁锂正极材料。
10.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求9所述的正极极片。
