磷酸铁是锂离子电池正极材料磷酸铁锂的重要前驱体,其形貌、结构和粒度分布等对磷酸铁锂有重要影响。目前工厂所生产的磷酸铁前驱体存在形貌不规整、粒度分布不均匀和振实密度不高等问题,故制备球形形貌和粒度分布均匀的磷酸铁前驱体是提高振实密度的关键。针对这一问题,本论文对高振实密度的球形形貌磷酸铁的制备过程进行了详细的研究。对原有工厂工艺的碱液浓度、滴加速率、原料铁离子浓度、反应温度、搅拌速度、磷酸根与铁摩尔投料比等关键工艺参数进行优化。结果表明:优化后所得到的二次微米级球形磷酸铁颗粒是由一次纳米片状颗粒团聚而成,为无定型结构,其振实密度可提高至0.82 g/cm³。考察了工厂原料中常见的杂质Mg²⁺、Mn²⁺和表面活性剂CTAB、SDBS和柠檬酸对磷酸铁形貌的影响,同时,对比分析了在4种不同pH值下合成的磷酸铁形貌等性质的差异。结果表明:上述杂质离子只是嵌入磷酸铁中,取代磷酸铁中的铁原子造成晶体晶格缺陷,对磷酸铁形貌和振实密度无影响;三种表面活性剂均有利于球形形貌的产生,且对磷酸铁的比表面积有显著影响;只有控制反应沉淀的pH=2时,才能制备出最佳球形形貌的磷酸铁,此时合成出的前驱体振实密度高达1.34 g/cm³。采用喷雾干燥法结合化学共沉淀制备球形高振实密度的磷酸铁前驱体,分别研究了制备过程中的pH、反应时间和喷雾浓度对磷酸铁形貌的影响。结果表明:喷雾干燥只是将共沉淀生成的粒度分布均匀的一次纳米颗粒二次团聚成球形;pH值会影响纳米一次颗粒的形貌和大小;反应时间对磷酸铁颗粒的老化和团聚等二次过程有影响;只有当喷雾浓度为0.75 mol/L时,微米级二次球形团聚体形貌上更完整,粒度分布更加均匀,振实密度最高为1.2 g/cm³。