ОРТОФОСФАТ ЖЕЛЕЗА(III) ДЛЯ ЛИТИЙ-ИОННЫХ АККУМУЛЯТОРОВ Российский патент 2013 года по МПК C01B25/37 H01M4/58 

Настоящее изобретение относится к ортофосфату железа(III), его получению, а также его применению для получения LiFePO₄ в качестве материала катода литий-ионных аккумуляторов.

Перезаряжаемые литий-ионные аккумуляторы являются широко распространенными накопителями электрической энергии, главным образом в области портативной электроники, поскольку литий-ионный аккумулятор характеризуется высокой удельной энергией по массе, а также способен выдавать высокое номинальное напряжение в 3,7 В и поэтому при сравнимой с традиционными аккумуляторами мощности существенно меньше и легче них. В качестве материалов катода литий-ионных аккумуляторов хорошо зарекомендовали себя шпинели, такие как LiCoO₂, LiNiO₂, LiNi_1-xCo_xO₂ и LiMn_nO₄. Для повышения надежности литий-ионных аккумуляторов, в первую очередь с точки зрения тепловой перегрузки при работе, в качестве материала катода был разработан LiFePO₄. Такой материал характеризуется лучшей мощностью, повышенной удельной емкостью, а также высокой термической устойчивостью при работе.

К материалу катода аккумулятора предъявляются высокие требования касательно его чистоты, поскольку любая примесь, которая при эксплуатации аккумулятора (заряд, соответственно разряд) может вступать в нежелательные окислительно-восстановительные реакции, отрицательно влияет на мощность аккумулятора. Тип и концентрация возможных примесей зависят в основном от качества сырья, используемого для получения материала катода. В процессе получения материала катода можно принимать меры, направленные на дополнительное снижение содержания загрязняющих примесей, что, однако, в целом сопряжено с повышением производственных расходов. Поэтому представляется более целесообразным использовать для получения материала катода исходные материалы, соответственно сырье максимально возможной чистоты.

Одним из исходных материалов для получения LiFePO₄, используемого в литий-ионных аккумуляторах, является ортофосфат железа, чистота и структура, соответственно морфология которого существенно влияют на качество получаемого из него материала катода.

Известные способы получения ортофосфата железа(III) предполагают применение FeSO₄ и FeCl₃ в качестве исходных материалов, соответственно сырья, а также металлоорганических соединений-предшественников, таких как FeC₂O₂ (Gmelins Handbuch der anorganischen Chemie, Eisen Teil B, cc.773 и далее; US 3407034; С.Delacourt и др., Chem. Mater., 15, 2003, cc.5051-5058; Zhicong Shi и др., Electrochemical and Solid State Letters, 8, 2005, cc.A396-A399). Фосфорный, соответственно фосфатный компонент при использовании таких исходных материалов вводят, применяя фосфатную соль, соответственно фосфорную кислоту. При осуществлении известных из литературы способов всегда необходимо также добавлять HCl, NaOH, NH₃, NaClO₃ или поверхностно-активные вещества (ПАВ) для регулирования физико-химических свойств получаемых продуктов. По этой причине получаемые такими способами материалы всегда содержат загрязняющие примеси в виде анионов, таких как хлорид или сульфат, катионов, таких как натрий или аммоний, либо органических компонентов. В промышленном масштабе удаление подобных примесей возможно, если вообще возможно, лишь проведением исключительно сложных и затратоемких процессов очистки.

Другие катионные примеси, такие, например, как переходные металлы, исходно содержавшиеся в использовавшемся сырье, таком как FeSO₄ или FeCl₃, в целом невозможно отделять или вымывать простым путем, поскольку они обычно также образуют труднорастворимые фосфатные соли и кристаллизуются совместно с требуемым фосфатом железа.

В WO 02/30815 описан способ получения LiFePO₄ из фосфата железа и лития, при этом для получения фосфата железа оксид железа растворяют при нагревании в 85%-ной фосфорной кислоте. После этого раствор разбавляют до достижения предела растворимости FePO₄ и кристаллизации материала. Фракционное разбавление должно при этом обеспечивать отделение нежелательных фосфатов металлов, обладающих меньшим произведением растворимости, чем FePO₄. Недостаток такого способа состоит в том, что он связан с исключительно высокими энергозатратами и требует использования большого количества воды для осаждения продукта. При осуществлении этого способа образуется растворимое комплексное соединение железа, остающееся стабильным на протяжении недель и лишь медленно кристаллизующееся. По этой причине существенно снижается экономический выход продукта. Выход продукта можно повысить путем кипячения раствора в течение нескольких дней, что, однако, связано с исключительно высоким расходом энергии. Помимо этого при осуществлении этого способа образуется большое количество разбавленной фосфорной кислоты, которую можно возвращать в процесс только после концентрирования. Поэтому подобный способ малоинтересен с экономической и экологической точек зрения.

Известные из уровня техники способы получения фосфатов железа обладают и другими недостатками, когда полученный ими фосфат железа должен использоваться для получения LiFePO₄, применяемого в литий-ионных аккумуляторах. Важными факторами, которыми определяется пригодность такого материала для применения в указанных целях, являются морфология и гранулометрический состав фосфата железа. Известными из уровня техники способами осаждения фосфата железа обычно получают сферические кристаллы разных размеров. Однако такие кристаллы имеют малую площадь поверхности по сравнению с кристаллами других морфологических разновидностей. Для применения в качестве материала катода в литий-ионных аккумуляторах предпочтителен фосфат железа с большой площадью, соответственно с высокоразвитой поверхностью его кристаллов для обеспечения проникновения в них ионов лития в большом количестве и с высокой скоростью. Помимо этого предпочтительно получение кристаллов малых размеров для сокращения длины пути и времени диффузии в них ионов лития. Кроме того, желательно наличие у материала высокой насыпной плотности и уплотняемости для достижения в полученном материале катода высокой плотности аккумулируемой энергии.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача предложить фосфат железа и разработать способ его получения, который позволил бы устранить известные из уровня техники недостатки и позволял бы получать продукт, обладающий рассмотренными выше требуемыми свойствами.

Согласно настоящему изобретению положенная в его основу задача решается с помощью способа, заключающегося в том, что соединения железа(II), соединения железа(III) или смешанные соединения железа(II,III), выбранные из гидроксидов, оксидов, гидроксиоксидов, гидратов оксидов, карбонатов и гидроксикарбонатов, подвергают взаимодействию с фосфорной кислотой концентрацией от 5 до 50%, после взаимодействия возможно присутствующее железо(II) добавлением окислителя переводят в железо(III) и от реакционной смеси отделяют ортофосфат железа(III).

При осуществлении предлагаемого в изобретении способа используют водный раствор фосфорной кислоты максимально высокой чистоты для поддержания количества вносимых примесей на низком уровне.

В одном из вариантов осуществления изобретения ортофосфат железа(III) представлен в виде пластинчатых или чешуйчатых кристаллов. В предпочтительном варианте такие кристаллы имеют малую толщину порядка нескольких сотен нанометров, предпочтительно менее 300 нм, особенно предпочтительно менее 200 нм, наиболее предпочтительно менее 100 нм. Размеры пластинчатых кристаллов в двух других измерениях, перпендикулярных измерению, в котором измеряется их толщина, лежат в субмикрометровом диапазоне, предпочтительно составляют от 200 до 1000 нм, особенно предпочтительно от 300 до 900 нм, наиболее предпочтительно от 400 до 800 нм.

При осуществлении предлагаемого в изобретении способа используемые соединения железа можно в виде порошкообразного сырья непосредственно смешивать с фосфорной кислотой и подвергать взаимодействию с ней. В другом варианте соединения железа можно также сначала получать в свежеприготовленном виде путем предшествующего осаждения и затем перерабатывать далее в виде осадка на фильтре, т.е. смешивать с фосфорной кислотой.

В зависимости от влажности и типа сырья фосфорные кислоты можно использовать в различных концентрациях. Согласно изобретению используют фосфорную кислоту концентрацией в пределах от 5 до 50%. При использовании фосфорной кислоты в меньших концентрациях скорость превращения соединений железа в его ортофосфат не достигает требуемой. При использовании же фосфорной кислоты в слишком высокой концентрации целевой ортофосфат железа остается в растворе и не выкристаллизовывается за приемлемый промежуток времени, в приемлемом количестве и/или с приемлемой морфологией.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения взаимодействие соединения железа с фосфорной кислотой проводят при ее концентрации в пределах от примерно 8 до примерно 23%. Таким значениям в случае чистой фосфорной кислоты соответствует плотность в пределах от 1,042 до 1,133 г/л.

В результате смешения железосодержащего сырья с фосфорной кислотой сначала образуется окрашенная, соответственно замутненная твердой фазой сырья взвесь. В одном из вариантов осуществления изобретения такую взвесь затем нагревают до повышенной температуры реакции. Взаимодействие соединений железа с фосфорной кислотой в одном из вариантов осуществления изобретения проводят при температуре в пределах от 50 до 180°С, предпочтительно от 60 до 150°С, особенно предпочтительно от 70 до 120°С.

Взаимодействие соединений железа с фосфорной кислотой происходит за сравнительно короткий промежуток времени. В одном из вариантов осуществления изобретения продолжительность взаимодействия соединений железа с фосфорной кислотой составляет от 0,5 до 120 мин, предпочтительно от 1 до 60 мин, особенно предпочтительно от 2 до 30 мин. О завершении реакции позволяет судить происходящее изменение цвета реакционной смеси, которая при этом приобретает окраску от бледно-желтой до розовой.

В одном из вариантов осуществления изобретения взаимодействие соединения железа с фосфорной кислотой проводят при интенсивном перемешивании реакционной смеси, предпочтительно при принудительном перемешивании. В этих целях можно использовать все известные в данной области смесители и мешалки, пригодные для применения по подобному назначению. Для перемешивания реакционной смеси и/или для ее приведения в движение можно эффективно использовать также струйные мешалки, гомогенизаторы, проточные реакционные камеры и другие аппараты.

Предлагаемый в изобретении ортофосфат железа(III) получают, используя в качестве исходных материалов соединения железа(II), соединения железа(III) или смешанные соединения железа(II,III). В зависимости от того, какие из этих соединений используют и в каком количестве, реакционная смесь после взаимодействия с фосфорной кислотой содержит железо(II) в большем или меньшем количестве. Такое двухвалентное железо согласно изобретению добавлением окислителя переводят в железо(III). Для окисления железа(II) до железа(III) можно использовать любой пригодный для этой цели окислитель. В одном из вариантов осуществления изобретения возможно присутствующее железо(II) окисляют добавлением пероксида водорода (Н₂О₂). В другом варианте осуществления изобретения окисление проводят путем подачи воздуха или кислорода в основном в чистом виде. В еще одном варианте осуществления изобретения окисление проводят путем подачи озона. Окисление путем добавления пригодного для этой цели окислителя предпочтительно проводить непосредственно по завершении взаимодействия соединений железа с фосфорной кислотой. При проведении реакции окисления температуру реакционной смеси можно поддерживать на установленном ранее для взаимодействия соединений железа с фосфорной кислотой уровне или вблизи него. В другом варианте реакцию окисления можно проводить после охлаждения реакционной смеси до комнатной температуры или ниже. Однако обычно реакция окисления проще и быстрее протекает при повышенной температуре, и поэтому реакцию окисления предпочтительно проводить при повышенной температуре.

Реакцию окисления проводят до полного, соответственно до в основном полного исчерпания возможности обнаружения железа(II) в реакционной смеси. Затем ортофосфат железа(III) отделяют от реакционной смеси. В одном из вариантов осуществления изобретения ортофосфат железа(III) отделяют от реакционной смеси путем фильтрации. В других вариантах осуществления изобретения ортофосфат железа(III) отделяют от реакционной смеси седиментацией, центрифугированием либо несколькими вышеуказанными методами разделения в различных их сочетаниях. Отделенный от реакционной смеси ортофосфат железа(III) затем целесообразно подвергать сушке при повышенной температуре и/или при пониженном давлении. В другом варианте может также оказаться предпочтительным подвергать ортофосфат железа(III) после его отделения от реакционной смеси дальнейшей переработке во влажном состоянии.

Предлагаемый в изобретении способ получения ортофосфата железа(III) обладает некоторыми экологическими и экономическими преимуществами перед иными известными способами получения фосфатов железа(III). Остающийся после отделения ортофосфата железа(III) маточный раствор в основном не содержит никакие загрязняющие продукты реакции, такие, например, как сульфаты или хлориды, которые остаются при проведении известных из уровня техники способов, при осуществлении которых в качестве исходного материала используют сульфат железа или хлорид железа. Поэтому концентрацию маточного раствора, остающегося при осуществлении предлагаемого в изобретении способа, можно добавлением концентрированной фосфорной кислоты вновь доводить до требуемой, что позволяет полностью возвращать маточный раствор в технологический процесс. Благодаря этому обеспечивается экономия на издержках, а также сокращается количество нежелательных отходов.

Предлагаемый в изобретении ортофосфат железа(III) отличается также от ортофосфата железа(III), полученного известными из уровня техники способами, своими структурой и составом, соответственно содержанием примесей. Достижению подобного эффекта помимо прочего способствует также использование в качестве исходных материалов соединений железа(II), соединений железа(III) и смешанных соединений железа(II,III), выбираемых из гидроксидов, оксидов, гидроксиоксидов, гидратов оксидов, карбонатов и гидроксикарбонатов. В отличие от настоящего изобретения при осуществлении известных из уровня техники способов получения ортофосфата железа(III) помимо прочего используют сульфат железа или сульфатсодержащее сырье, а значение рН в ходе реакции регулируют с помощью раствора едкого натра. Поэтому получаемые такими известными способами фосфаты железа содержат в больших количествах остатки сульфата и натрия, которые в свою очередь отрицательно влияют на мощность LiFePO₄ в качестве материала катодов для литий-ионных аккумуляторов, получаемого из таких фосфатов железа.

В соответствии с этим в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения содержание серы в ортофосфате железа(III) составляет менее 300 част./млн. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения содержание нитрата в ортофосфате железа(III) составляет менее 100 част./млн. Слишком высокое содержание серы, обычно присутствующей в виде сульфата, и слишком высокое содержание нитрата ухудшают качество полученного из ортофосфата железа(III) LiPePO₄, используемого в качестве материала катода для литий-ионных аккумуляторов, поскольку такие анионы вступают в нежелательные окислительно-восстановительные реакции. В еще одном варианте осуществления изобретения содержание каждого из таких элементов, как натрий и калий, в ортофосфате железа(III) составляет менее 300 част./млн. Катионы натрия и калия также ухудшают качество полученного из ортофосфата железа(III) LiFePO₄, используемого в качестве материала катода, поскольку они могут замещать литий в узлах кристаллической решетки.

Тем самым свойства предлагаемого в изобретении продукта, а именно предлагаемого в изобретении ортофосфата железа(III), в существенной мере зависят от способа его получения и используемых для его получения исходных материалов и отличаются от свойств известного из уровня техники ортофосфата железа(III).

Ортофосфаты железа(III), получаемые общеизвестными способами из сульфата железа или хлорида железа, имеют также отличия в кристаллической структуре. По данным рентгеноструктурного анализа было установлено, что полученные в соответствии с уровнем техники из сульфата железа или хлорида железа ортофосфаты железа(III) преимущественно имеют структуру меташтренгита I с малым относительным содержанием штренгита и меташтренгита II (фосфосидерита). В отличие от этого при рентгеноструктурном анализе полученных предлагаемым в изобретении способом ортофосфатов железа(III) было установлено, что они преимущественно имеют структуру меташтренгита II (фосфосидерита) с очень низким или не поддающимся обнаружению относительным содержанием штренгита и меташтренгита I.

В соответствии с этим в одном из вариантов осуществления изобретения предлагаемый в нем ортофосфат железа(III) более чем на 80 мас.%, предпочтительно более чем на 90 мас.%, особенно предпочтительно более чем на 95 мас.%, имеет кристаллическую структуру меташтренгита II (фосфосидерита).

В литературе описано существование трех вышеуказанных аллотропных форм ортофосфата железа(III) (меташтренгита I, меташтренгита II и штренгита), равно как описаны и трудности, связанные с получением исключительно однофазной системы (С.Delacourt и др., Chem. Mater., 15, 2003, сс.5051-5058). В отличие от выраженного в литературе мнения авторами настоящего изобретения было установлено, что предлагаемый в изобретении способ позволяет получать фосфат железа(III) со структурой меташтренгита II в достаточно чистой форме даже в определяемом исключительно фосфорной кислотой диапазоне значений рН.

Предлагаемый в изобретении ортофосфат железа(III) имеет пластинчатую или чешуйчатую морфологию со структурой меташтренгита II. Такая структура обеспечивает возможность гораздо более плотной по сравнению со сферическими частицами упаковки кристаллитов и частиц при меньшем объеме "некондиционных" кристаллитов и частиц. Поэтому предлагаемый в изобретении ортофосфат железа(III) позволяет добиться высокой насыпной плотности, что особенно предпочтительно для применения в катодах из LiFePO₄. Малая плотность пластинчатых кристаллов обеспечивает, например, высокую скорость реакции при получении LiFePO₄, а также повышенную мощность готового материала катода благодаря возможности существенно сократить длину пути и время диффузии ионов лития по сравнению с традиционным материалом.

В соответствии с этим в одном из вариантов предлагаемый в изобретении ортофосфат железа(III) имеет по меньшей мере в одном измерении средний размер первичных частиц менее 1 мкм, предпочтительно менее 500 нм, особенно предпочтительно менее 100 нм. Помимо этого предлагаемый в изобретении ортофосфат железа(III) в предпочтительном варианте имеет насыпную плотность более 600 г/л, предпочтительно более 800 г/л, особенно предпочтительно более 1000 г/л.

Предлагаемый в изобретении ортофосфат железа(III) характеризуется тем самым исключительно малым размером его первичных частиц и тем не менее одновременно с этим обладает исключительно высокой насыпной плотностью. Подобный эффект оказался абсолютно неожиданным по сравнению с уровнем техники. Ортофосфаты железа(III), получаемые общеизвестными способами из сульфата железа или хлорида железа, обычно имеют размер первичных частиц более 1 мкм, благодаря чему достигается и высокая насыпная плотность, превышающая 1000 г/л. В том же случае, когда этими известными способами из сульфата железа или хлорида железа получают соответствующие ортофосфаты железа(III) с меньшим размером первичных частиц, лежащим в субмикрометровом диапазоне, возможно достижение лишь малой насыпной плотности, не превышающей 400 г/л. Обусловлено это предположительно морфологией частиц, на которую влияет кристаллическая структура, и распределением частиц по размерам. По своей морфологии частицы фосфатов железа(III), получаемых общеизвестными способами из сульфата железа или хлорида железа, преимущественно представляют собой сферические частицы, тогда как частицы предлагаемого в изобретении ортофосфата железа(III) имеют уже описанную выше морфологию с высокой долей угловатых, пластинчатых кристаллов (см. фиг.1а и 2а).

Объектами настоящего изобретения являются ортофосфат железа(III) как таковой, рассмотренный в настоящем описании и прилагаемой формуле изобретения, а также рассмотренный в настоящем описании способ его получения, его применение для получения LiFePO₄ в качестве материала катода для литий-ионных аккумуляторов. Помимо этого объектами настоящего изобретения являются LiFePO₄ в качестве материала катода для литий-ионных аккумуляторов, полученный с применением ортофосфата железа(III), рассмотренного в настоящем описании и заявленного в формуле изобретения, а также литий-ионные аккумуляторы с LiFePO₄ вышеуказанного типа в качестве материала их катода.

Другие преимущества, отличительные особенности и варианты осуществления настоящего изобретения вытекают из последующих примеров, которые поясняют настоящее изобретение, но не ограничивают его объем.

Пример 1

2,4 л раствора фосфорной кислоты с плотностью 1,121 г/л нагревают до 92°С и затем смешивают с 130 г Fe₃O₄ (фирма FarbuHuzhou Huaman Chem. Ind. Co. Ltd.). После этого реакционную смесь перемешивают, в ходе чего цвет реакционной смеси через 11 мин изменяется на серый, что рассматривают как указание на завершение реакции. Затем при установленной ранее температуре в течение 6 мин по каплям добавляют 35 мл 35%-ного Н₂О₂ для окисления присутствующего в реакционной смеси железа(II) до железа(III). Содержание железа(II) в реакционной смеси контролируют с помощью соответствующих индикаторных палочек фирмы Merck. Сразу же после того, как присутствие железа(II) в реакционной смеси более не обнаруживается, окрасившуюся в серо-розовый цвет смесь перемешивают еще в течение 15 мин. Цвет смеси при этом меняется на розовый. Продукт отфильтровывают и сушат при 150°С и при атмосферном давлении.

Выход влажного продукта: 370 г

Выход сухого продукта: 305 г

Выход в %: 96,7

Насыпная плотность: 920 г/л

Пример 2

1 л раствора фосфорной кислоты с плотностью 1,133 г/л нагревают до 95°С и затем смешивают с 92 г свежеосажденного гидроксида железа (содержание твердого вещества около 63%). Через 5 мин цвет реакционной смеси меняется на серый. Затем при установленной ранее температуре в течение 4 мин по каплям добавляют 22 мл 35%-ного Н₂О₂. После этого реакционную смесь еще в течение 19 мин выдерживают при 100°С до изменения ее цвета на розовый. Продукт отфильтровывают и сушат при 150°С и при окружающем давлении.

Выход влажного продукта: 214 г

Выход сухого продукта: 124 г

Выход в %: около 93

Насыпная плотность: 890 г/л

Пример 3

2,7 л раствора фосфорной кислоты с плотностью 1,09 г/л нагревают до 90°С и затем смешивают с 200 г задержанного на фильтре свежеосажденного гидроксикарбоната железа (содержание твердого вещества около 48%). В процессе порционного добавления температура реакционной смеси повышается до 96°С. Через 5 мин цвет реакционной смеси меняется на красно-серый. Затем в течение 4 мин добавляют 20 г 35%-ного Н₂О₂. Содержание железа(II) вновь контролируют с помощью соответствующих индикаторных палочек фирмы Merck. После этого смесь перемешивают еще в течение 15 мин, фильтруют и продукт сушат при 150°С в окружающей атмосфере.

Выход влажного продукта: 193 г

Выход сухого продукта: 128 г

Выход в %: около 96

Насыпная плотность: 810 г/л

Описание графических материалов

На фиг.1а показан полученный с помощью растрового электронного микроскопа снимок (РЭМ) ортофосфата железа(III), полученного известным из уровня техники способом взаимодействием Fe(II)SO₄ с фосфорной кислотой и имеющего кристаллическую структуру меташтренгита I.

На фиг.1б показана рентгеновская дифрактограмма, полученная при анализе ортофосфата железа(III), представленного на фиг.1а.

На фиг.2а показан полученный с помощью растрового электронного микроскопа снимок предлагаемого в изобретении ортофосфата железа(III), полученного из FeO согласно примеру 1 и имеющего преимущественно кристаллическую структуру меташтренгита II.

На фиг.2б показана рентгеновская дифрактограмма ортофосфата железа(III), представленного на фиг.2а.

Изобретение относится к неорганическим материалам. Предложен ортофосфат железа(III) общей формулы FePO₄·nH₂O, где n≤2,5. Соединения железа(II), соединения железа(III) или смешанные соединения железа(II,III), выбранные из гидроксидов, оксидов, гидроксиоксидов, гидратов оксидов, карбонатов и гидроксикарбонатов, подвергают взаимодействию с фосфорной кислотой концентрацией от 5 до 50%. После взаимодействия присутствующее железо(II) переводят в железо(III) добавлением окислителя и отделяют ортофосфат железа(III). Изобретение обеспечивает получение продукта с высокоразвитой поверхностью и высокой насыпной плотностью. 5 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 пр.

1. Ортофосфат железа(III) общей формулы FePO₄·nH₂O, где n≤2,5, полученный способом, заключающимся в том, что соединения железа(II), соединения железа(III) или смешанные соединения железа(II, III), выбранные из гидроксидов, оксидов, гидроксиоксидов, гидратов оксидов, карбонатов и гидроксикарбонатов, подвергают взаимодействию с фосфорной кислотой концентрацией от 5 до 50%, после взаимодействия возможно присутствующее железо(II) добавлением окислителя переводят в железо(III) и от реакционной смеси отделяют ортофосфат железа(III).

2. Ортофосфат железа(III) по п.1, отличающийся тем, что взаимодействие соединений железа с фосфорной кислотой проводят при температуре в пределах от 50 до 180°С, предпочтительно от 60 до 150°С, особенно предпочтительно от 70 до 120°С.

3. Ортофосфат железа(III) по п.1 или 2, отличающийся тем, что взаимодействие соединений железа с фосфорной кислотой проводят при интенсивном перемешивании.

4. Ортофосфат железа(III) по п.1 или 2, отличающийся тем, что продолжительность взаимодействия соединений железа с фосфорной кислотой составляет от 0,5 до 120 мин, предпочтительно от 1 до 60 мин, особенно предпочтительно от 2 до 30 мин.

5. Ортофосфат железа(III) по п.1 или 2, отличающийся тем, что взаимодействие соединений железа с фосфорной кислотой проводят при ее концентрации в пределах от 8 до 23%.

6. Ортофосфат железа(III) по п.1 или 2, отличающийся тем, что возможно присутствующее железо(II) окисляют путем добавления пероксида водорода (Н₂О₂) либо путем подачи воздуха, чистого кислорода или озона.

7. Ортофосфат железа(III) по п.1 или 2, отличающийся тем, что его после отделения от реакционной смеси сушат при повышенной температуре и/или при пониженном давлении.

8. Ортофосфат железа(III) по п.1 или 2, отличающийся тем, что он более чем на 80 мас.%, предпочтительно более чем на 90 мас.%, особенно предпочтительно более чем на 95 мас.%, имеет кристаллическую структуру меташтренгита II (фосфосидерита).

9. Ортофосфат железа(III) по п.1 или 2, отличающийся тем, что он имеет по меньшей мере в одном измерении средний размер первичных частиц менее 1 мкм, предпочтительно менее 500 нм, особенно предпочтительно менее 100 нм.

10. Ортофосфат железа(III) по п.1 или 2, отличающийся тем, что он имеет насыпную плотность более 600 г/л, предпочтительно более 800 г/л, особенно предпочтительно более 1000 г/л.

11. Ортофосфат железа(III) по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержание в нем каждого из таких элементов, как натрий и калий, составляет менее 300 млн^-1.

12. Ортофосфат железа(III) по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержание в нем серы составляет менее 300 млн^-1.

13. Ортофосфат железа(III) по п.1 или 2, отличающийся тем, что содержание в нем нитрата составляет менее 100 млн^-1.

14. Применение ортофосфата железа(III) по одному из пп.1-13 для получения LiFePO₄, используемого в качестве материала катода в литий-ионных аккумуляторах.

15. LiFePO₄ в качестве материала катода для литий-ионных аккумуляторов, полученный с использованием ортофосфата железа(III) по одному из пп.1-13.

16. Способ получения ортофосфата железа(III) по одному из пп.1-13.

17. Литий-ионный аккумулятор с LiFePO₄ по п.15 в качестве материала его катода.