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随着政府的政策导向,加之国内技术的飞速发展,国内汽车行业也在暗暗的弯道超车。在这里,尤其是以锂电池技术尤为突出。

在生活中,大家接触最多的就是智能手机,而智能手机里面使用的电池就是液态离子电池,而智能手机使用的电池是液态的。再举个例子,就是我们日常使用的智能手机电量问题,其中最严重的就是电量恐惧症的,那么充电宝有一个好的例子,目前市面上的大部分充电宝使用的是18650型锂电池(想要了解18650型锂电池的朋友,可以翻看公众号之前的推文,有文章写到18650型锂电池)。

在路上行驶的电动车,电池分为两大类,分别为三元锂电池和磷酸铁锂电池。同样在之前的推文详细的分析了三元锂电池,这次来详细谈谈磷酸铁锂电池。

因为最近一段时间,受到气候环境影响,发生了几起电动车电池爆炸的新闻,所以,本期推文特别来谈谈磷酸铁锂电池。

什么是磷酸铁锂电池?

磷酸铁锂电池,是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。

充电过程中,磷酸亚铁锂中的部分锂离子脱出,经电解质传递到负极,嵌入负极碳材料;同时从正极释放出电子,自外电路到达负极,维持化学反应的平衡。放电过程中,锂离子自负极脱出,经电解质到达正极,同时负极释放电子,自外电路到达正极,为外界提供能量。

磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应的优点。

磷酸铁锂电池的优点

1、安全性能的改善

磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固,难以分解,即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质,因此拥有良好的安全性。有报告指出,实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分样品出现燃烧现象,但未出现一例爆炸事件,而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电,发现依然有爆炸现象。虽然如此,其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池,已大有改善。

2、寿命的改善

磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。

长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右,最高也就500次 ,而磷酸铁锂动力电池,循环寿命达到2000次以上,标准充电(5小时率)使用,可达到2000次。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”,最多也就1~1.5年时间,而磷酸铁锂电池在同样条件下使用,理论寿命将达到7~8年。综合考虑,性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。大电流放电可大电流2C快速充放电,在专用充电器下,1.5C充电40分钟内即可使电池充满,起动电流可达2C,而铅酸电池无此性能。

3、高温性能好

磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃,而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。工作温度范围宽广(-20C--+75C),有耐高温特性。

4、大容量

具有比普通电池(铅酸等)更大的容量。5AH-1000AH(单体)

5、无记忆效应

可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作,容量会迅速低于额定容量值,这种现象叫做记忆效应。像镍氢、镍镉电池存在记忆性,而磷酸铁锂电池无此现象,电池无论处于什么状态,可随充随用,无须先放完再充电。

6、重量轻

同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的2/3,重量是铅酸电池的1/3。

7、环保方面

该电池一般被认为是不含任何重金属与稀有金属(镍氢电池需稀有金属),无毒(SGS认证通过),无污染,符合欧洲RoHS规定,为绝对的绿色环保电池证。所以锂电池之所以被业界看好,主要是环保考量,因此该电池又列入了“十五”期间的“863”国家高科技发展计划,成为国家重点支持和鼓励发展的项目。随着中国加入WTO,中国电动自行车的出口量将迅速增大,而进入欧美的电动自行车已要求配备无污染电池。

锂电池属于新能源行业不错,但它也不能避免重金属污染的问题。金属材料加工中有铅、砷、镉、汞、铬等都有可能会释放到灰尘和水中。电池本身就是一种化学物质,所以有可能会产生两种污染:一是生产过程中的工艺排泄物污染;二是报废以后的电池污染。

磷酸铁锂电池也有其缺点:例如低温性能差,正极材料真实密度小,等容量的磷酸铁锂电池的体积要大于钴酸锂等锂离子电池环保汽车技术及应用,因此在微型电池方面不具有优势。而用于动力电池时,磷酸铁锂电池和其他电池一样,需要面对电池一致性问题。

8、动力电池的对比

目前最有希望应用于动力型锂离子电池的正极材料主要有改性锰酸锂(LiMn2O4)、磷酸铁锂(LiFePO4)和镍钴锰酸锂(Li(Ni,Co,Mn)O2)三元材料。镍钴锰酸锂三元材料由于钴的资源缺乏与镍、钴成高和价格波动大等原因,普遍认为很难成为电动汽车用动力型锂离子电池的主流,但可以与尖晶石锰酸锂在一定范围内混合使用。

行业应用

涂碳铝箔为锂电产业带来技术革新和产业提升

随着国内电池厂商对电池性能要求的日益提高,国内普遍认同新能源电池材料:导电材料&导电涂层铝箔/铜箔。

其优势在于:在处理电池材料的时候,常拥有高倍率充放电性能好,较大比容量,但循环稳定性较差,衰减较为严重等原因,不得不做取舍放弃。

这是个神奇的涂层,将电池的性能提高,带入新纪元。

导电涂层是由分散好的纳米导电石墨包覆颗粒等所组成。它能提供极佳的静态导电性能,是一层保护能量吸收层。它也能提供好的遮盖防护性能。涂层有水性的和溶剂性的,能应用在铝片,铜片,不锈钢,铝和钛双极板上。

涂碳涂层对锂电池的性能带来以下提升:

1. 降低电池内阻,抑制充放电循环过程中的动态内阻增幅;

2. 显著提高电池组的一致性,降低电池组成本;

3. 提高活性材料和集流体的粘接附着力,降低极片制造成本;

4. 减小极化,提高倍率性能,减低热效应;

5. 防止电解液对集流体的腐蚀;

6. 综合因子进而延长电池使用寿命。

7. 涂层厚度:常规单面厚1~3μm。

日本和韩国近几年主要开发以改性锰酸锂和镍钴锰酸锂三元材料为正极材料的动力型锂离子电池,如丰田和松下合资成立的Panasonic EV能源公司、日立、索尼、新神户电机、NEC、三洋电机、三星以及LG等。美国主要开发以磷酸铁锂为正极材料的动力型锂离子电池,如A123系统公司、Valence公司,但美国的主要汽车厂家在其PHEV与EV中却选择锰基正极材料体系动力型锂离子电池,并且据说美国A123公司在考虑进军锰酸锂材料领域,而德国等欧洲国家主要采取和其它国家电池公司合作的方式发展电动汽车,如戴姆勒奔驰和法国Saft联盟、德国大众与日本三洋协议合作等。目前德国的大众汽车和法国的雷诺汽车在本国政府的支持下也正在研发和生产动力型锂离子电池。

缺点

一种材料是否具有应用发展潜力,除了关注其优点外,更为关键的是该材料是否具有根本性的缺陷。

国内现在普遍选择磷酸铁锂作为动力型锂离子电池的正极材料,从政府、科研机构、企业甚至是证券公司等市场分析员都看好这一材料,将其作为动力型锂离子电池的发展方向。分析其原因,主要有下列两点:首先是受到美国研发方向的影响,美国Valence与A123公司最早采用磷酸铁锂做锂离子电池的正极材料。其次是国内一直没有制备出可供动力型锂离子电池使用的具有良好高温循环与储存性能的锰酸锂材料。但磷酸铁锂也存在不容忽视的根本性缺陷,归结起来主要有以下几点:

1、在磷酸铁锂制备时的烧结过程中,氧化铁在高温还原性气氛下存在被还原成单质铁的可能性。单质铁会引起电池的微短路,是电池中最忌讳的物质。这也是日本一直不将该材料作为动力型锂离子电池正极材料的主要原因。

2、磷酸铁锂存在一些性能上的缺陷,如振实密度与压实密度很低,导致锂离子电池的能量密度较低。低温性能较差,即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。美国阿贡国家实验室储能系统中心主任Don Hillebrand博士谈到磷酸锂铁电池低温性能的时候,他用terrible来形容,他们对磷酸铁锂型锂离子电池测试结果表明表明磷酸铁锂电池在低温下(0℃以下)无法使电动汽车行驶。尽管也有厂家宣称磷酸锂铁电池在低温下容量保持率还不错,但是那是在放电电流较小和放电截止电压很低的情况下。在这种状况下,设备根本就无法启动工作。

3、材料的制备成本与电池的制造成本较高,电池成品率低,一致性差。磷酸铁锂的纳米化和碳包覆尽管提高了材料的电化学性能,但是也带来了其它问题,如能量密度的降低、合成成本的提高、电极加工性能不良以及对环境要求苛刻等问题。尽管磷酸铁锂中的化学元素Li,Fe与P很丰富,成本也较低,但是制备出的磷酸铁锂产品成本并不低,即使去掉前期的研发成本,该材料的工艺成本加上较高的制备电池的成本,会使得最终单位储能电量的成本较高。

4、产品一致性差。目前国内还没有一家磷酸铁锂材料厂能够解决这一问题。从材料制备角度来说,磷酸铁锂的合成反应是一个复杂的多相反应,有固相磷酸盐、铁的氧化物以及锂盐,外加碳的前驱体以及还原性气相。在这一复杂的反应过程中,很难保证反应的一致性。

5、知识产权问题。最早的有关磷酸铁锂专利申请在1993年6月25日由F X MITTERMAIER & SOEHNE OHG (DE)获得,并于同年8月19日公布申请结果。磷酸铁锂的基础专利被美国德州大学所有,而碳包覆专利被加拿大人所申请。这两个基础性专利是无法绕过去的,如果成本中计算上专利使用费的话,那产品成本将会进一步提高。

此外,从研发和生产锂离子电池的经验来看,日本是锂离子电池最早商业化的国家,并且一直占据着高端锂离子电池市场。而美国尽管在一些基础研究上领先,但是到目前为止还没有一家大型锂离子电池生产企业。因此,日本选择改性锰酸锂作为动力型锂离子电池正极材料更有其道理。鉴于磷酸铁锂存在的上述问题,很难作为动力型锂离子电池的正极材料在新能源汽车等领域获得广泛应用。如果能够解决锰酸锂存在的高温循环与储存性能差的难题,凭借其低成本与高倍率性能的优势,在动力型锂离子电池中的应用将有巨大的潜力。

电池结构

磷酸铁锂电池左边是橄榄石结构的LiFePO4材料构成的正极,由铝箔与电池正极连接。右边是由碳(石墨)组成的电池负极,由铜箔与电池的负极连接。中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,锂离子可以通过隔膜而电子不能通过隔膜。电池内部充有电解质,电池由金属外壳密闭封装。

电池充放电原理

磷酸铁锂电池的充放电反应是在LiFePO4和FePO4两相之间进行。在充电过程中,LiFePO4逐渐脱离出锂离子形成FePO4,在放电过程中,锂离子嵌入FePO4形成LiFePO4。

电池充电时,锂离子从磷酸铁锂晶体迁移到晶体表面,在电场力的作用下,进入电解液,然后穿过隔膜,再经电解液迁移到石墨晶体的表面,而后嵌入石墨晶格中。

与此同时,电子经导电体流向正极的铝箔集电极,经极耳、电池正极柱、外电路、负极极柱、负极极耳流向电池负极的铜箔集流体,再经导电体流到石墨负极,使负极的电荷达至平衡。锂离子从磷酸铁锂脱嵌后,磷酸铁锂转化成磷酸铁。

电池放电时,锂离子从石墨晶体中脱嵌出来,进入电解液,然后穿过隔膜,经电解液迁移到磷酸铁锂晶体的表面,然后重新嵌入到磷酸铁锂的晶格内。

与此同时,电子经导电体流向负极的铜箔集电极,经极耳、电池负极柱、外电路、正极极柱、正极极耳流向电池正极的铝箔集流体,再经导电体流到磷酸铁锂正极,使正极的电荷达至平衡。锂离子嵌入到磷酸铁晶体后,磷酸铁转化为磷酸铁锂。

磷酸铁锂电池储能系统

磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、绿色环保等一系列独特优点,并且支持无级扩展,组成储能系统后可进行大规模电能储存。磷酸铁锂电池储能系统由磷酸铁锂电池组、电池管理系统(Battery Management System,BMS)、换流装置(整流器、逆变器)、中央监控系统、变压器等组成。

充电阶段,间歇式电源或电网为储能系统进行充电,交流电经过整流器后整流为直流电向储能电池模块进行充电,储存能量;放电阶段,储能系统向电网或负载进行放电,储能电池模块的直流电经过逆变器逆变为交流电,通过中央监控系统控制逆变输出,可实现向电网或负载提供稳定功率输出。

磷酸铁锂电池的应用范围

新能源汽车行业的应用

我国《节能与新能源汽车产业发展规划》中提出“我国新能源汽车发展的总体目标是:到2020年,新能源汽车累计产销量达到500万辆,我国节能与新能源汽车产业规模位居世界前列”。磷酸铁锂电池由于其在安全性、成本低等优点广泛应用于乘用车、客车、物流车、低速电动车等,虽然环保汽车技术及应用,在当前新能源乘用车领域,受国家对新能源汽车补贴政策影响,凭借能量密度的优势,三元电池占据着主导地位,但是磷酸铁锂电池仍在客车、物流车等领域占据不可替代的优势。客车领域,磷酸铁锂电池在2018年第5批、第6批、第7批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》(以下简称《目录》)中占比约为76%、81%、78%,依旧保持主流。专用车领域,磷酸铁锂电池在2018年第5批、第6批、第7批《目录》中占比分别约30%、32%、40%,应用比例逐步增加。

中国工程院院士杨裕生认为,将磷酸铁锂电池用于增程式电动汽车市场,不但能提高车辆的安全性,还能支持增程式电动汽车的市场化,免除纯电动汽车的里程、安全、价格、充电、后续电池问题等焦虑。在2007 年-2013年期间,许多车企都上马了增程式纯电动汽车的项目。

储能市场的应用

磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电率小、无记忆效应、绿色环保等一系列独特优点, 并且支持无级扩展, 适合于大规模电能储存, 在可再生能源发电站发电安全并网、电网调峰、分布式电站、UPS电源、应急电源系统等领域有着良好的应用前景。

根据国际市场研究机构GTM Research近日发布的最新储能报告显示,2018年中国的电网侧储能项目的应用却使磷酸铁锂电池用量持续增加。

随着储能市场的兴起,近年来,一些动力电池企业纷纷布局储能业务,为磷酸铁锂电池开拓新的应用市场。一方面,磷酸铁锂由于超长寿命、使用安全、大容量、绿色环保等特点,可向储能领域转移将会延长价值链条, 推动全新商业模式的建立。另一方面,磷酸铁锂电池配套的储能系统已经成为市场的主流选择。据报告, 磷酸铁锂电池已经尝试用于电动公交车、电动卡车、用户侧以及电网侧调频。

1、风力发电、光伏发电等可再生能源发电安全并网。风力发电自身所固有的随机性、间歇性和波动性等特征,决定了其规模化发展必然会对电力系统安全运行带来显著影响。随着风电产业的快速发展,特别是我国的多数风电场属于“大规模集中开发、远距离输送”,大型风力发电场并网发电对大电网的运行和控制提出了严峻挑战。

光伏发电受环境温度、太阳光照强度和天气条件的影响,光伏发电呈现随机波动的特点。我国呈现出“分散开发,低电压就地接入”和“大规模开发,中高电压接入”并举的发展态势,这就对电网调峰和电力系统安全运行提出了更高要求。

因此,大容量储能产品成为解决电网与可再生能源发电之间矛盾的关键因素。磷酸铁锂电池储能系统具有工况转换快、运行方式灵活、效率高、安全环保、可扩展性强等特点,在国家风光储输示范工程中开展了工程应用,将有效提高设备效率,解决局部电压控制问题,提高可再生能源发电的可靠性和改善电能质量,使可再生能源成为连续、稳定的供电电源。

2、电网调峰。电网调峰的主要手段一直是抽水蓄能电站。由于抽水蓄能电站需建上、下两个水库,受地理条件限制较大,在平原地区不容易建设,而且占地面积大,维护成本高。采用磷酸铁锂电池储能系统取代抽水蓄能电站,应对电网尖峰负荷,不受地理条件限制,选址自由,投资少、占地少,维护成本低,在电网调峰过程中将发挥重要作用。

3、分布式电站。大型电网自身的缺陷,难以保障电力供应的质量、效率、安全可靠性要求。对于重要单位和企业,往往需要双电源甚至多电源作为备份和保障。磷酸铁锂电池储能系统可以减少或避免由于电网故障和各种意外事件造成的断电,在保证医院、银行、指挥控制中心、数据处理中心、化学材料工业和精密制造工业等安全可靠供电方面发挥重要作用。

磷酸铁锂电池的梯次利用

一般来说,电动车退役磷酸铁锂电池仍有接近80%的容量剩余,距离60%彻底报废容量下限仍有20%的容量,可用于比汽车电能要求更低的场合,如低速电动车、通讯基站等,实现废旧电池的梯次利用。从汽车上退役下来的磷酸铁锂电池仍有较高的利用价值。动力电池的梯次利用流程如下:企业回收退役电池—拆解—检测分级—按容量分类—电池模块重组。在电池制备水平下,废旧磷酸铁锂电池的剩余能量密度可以达到60~90 Wh/kg,再循环寿命可以达到400~1000次,随电池制备水平的提高,再循环寿命还可能进一步提升,与能量为45 Wh/kg、循环寿命约500次的铅酸电池相比,废旧磷酸铁锂电池仍然具有性能优势。而且废旧磷酸铁锂电池成本较低,仅为4000~10000元/t,具有很高的经济性。

磷酸铁锂电池的回收特点

增长迅速,报废量大

自电动车行业发展以来,中国是全球磷酸铁锂最大的消费市场。尤其是2012—2013年以近200%的速率在 增 长,2013年中国磷酸铁锂的销量约为5797t,占全球销量的50%以上。

2014年,75%的磷酸铁锂正极材料 销 售到 中国,磷酸铁锂电池的理论寿命为7~8年( 以7年计算) ,可预计到2021年将有约9400t的磷酸铁锂报废,如此庞大的废弃量如若不加以处理,带来的不仅仅是环境污染,更是能源浪费以及经济损失。

危害显著

磷酸铁锂电池中含有的LiPF6、有机碳酸酯、铜等化学物质均在国家危险废物名录中。LiPF6有强烈的腐蚀性,遇水易分解产生HF;有机溶剂及其分解和水解产物会对大气、水、土壤造成严重的污染,并对生态系统产生危害;铜等重金属在环境中累积,最终通过生物链危害人类自身;磷元素一旦进入湖泊等水体,极易造成水体富营养化。由此可见,如若对废弃的磷酸铁锂电池不加以回收利用,对环境及人类健康都是极大危害。

回收技术有待进一步提高

现有的资料表明,废旧磷酸铁锂电池的回收处理分为两种:一种是回收金属,另一种是再生磷酸铁锂正极材料。

(1)湿法回收锂和铁

此类工艺以回收锂为主,因磷酸铁锂不含有贵金属,故对钴酸锂的回收工艺进行改造。首先将磷酸铁锂电池拆解得到正极材料,粉碎筛分得到粉料;之后将碱溶液加入到粉料中,溶解铝及铝的氧化物,过滤得到含锂、铁等的滤渣;将滤渣用硫酸与双氧水( 还原剂) 的混合溶液浸出,得到浸出液;加碱沉淀氢氧化铁,过滤得到滤液;灼烧氢氧化铁,可得氧化铁;最后调节浸出液的p H值(5.0 ~8.0),过滤浸出液得滤液,加固体碳酸钠浓缩结晶得碳酸锂。

(2)再生磷酸铁锂

单一回收某种元素使得不含有贵重金属的磷酸铁锂回收产生的经济效益比较低。因此,主要是固相法再生磷酸铁锂处理废旧磷酸铁锂电池,此工艺具有很高的回收效益,且资源的综合利用率高。

首先将磷酸铁锂电池拆解得到正极材料,粉碎筛分得粉料;之后热处理去除残留的石墨和粘结剂,再将碱溶液加入到粉料中,溶解铝及铝的氧化物;过滤得含锂、铁等的滤渣,分析滤渣中铁、锂、磷的摩尔比,添加铁源、锂源和磷源,将铁、锂、磷的摩尔比调整为1∶1∶1;加入碳源,球磨后在惰性气氛中煅烧得到新的磷酸铁锂正极材料。

回收利用体系不完善

国家“863”计划、“973“计划和“十一五”高技术产业发展规划均将磷酸铁锂电池划分为重点支持领域,但该电池生产技术要求比较严格,导致电池价格较高,仅用于电动摩托车和少量的汽车上。因此,车用动力电池尚未出现大批量报废的情况,系统专业的车用动力电池回收利用体系亦尚未建立。现有的回收体系存在一定的问题,而且回收效率低下。

(1)可回收量少

大量的废旧电池分散在国民手中,但是民众没有投放的地方,因而随着生活垃圾一起处理,从而使得从个人中回收的报废电池几乎为零,绝大部分回收的是生产企业生产过程中产生的废料或者是库存旧料,回收到的大型动力电池数量更是少之又少。

(2)回收系统不健全

专门回收电池的系统国内尚未建立,主要是小作坊的粗放式收集。我国是锂离子电池的生产及消费大,但由于人口众多,使得电池人均保有量相对较少。长久以来回收公司对不具有回收价值的单个锂离子电池并未进行回收。

(3)准入门槛高

企业欲从事废旧电池的回收与处理,必须按照《中华人民共和国环境保护法》和《危险废物经营许可证管理办法》的规定申请危险废物经营许可证,但是能达到大规模回收资质的企业并不多,反而是那些规模小、技术低下的公司数量众多,造成电池无法集中收集的难题。

磷酸铁锂电池的拆解回收

退役磷酸铁锂电池中不具备梯次利用价值的电池及梯次利用后的电池最终要进入到拆解回收阶段。磷酸铁锂电池与三元材料电池不同的是,不含重金属,回收主要是Li、P、Fe,回收产物附加值较低,需要开发低成本的回收路线。主要有火法和湿法2种回收方式。

火法回收工艺

传统的火法回收一般是高温焚烧电极片,将电极碎片中的碳和有机物燃烧掉,不能被燃烧掉的剩余灰分最终经筛选得到含有金属和金属氧化物的细粉状材料。该法工艺简单,但处理流程长,有价金属综合回收率较低。改进后的火法回收技术是通过煅烧去除有机粘结剂,使磷酸铁锂粉末与铝箔片分离,获得磷酸铁锂材料,之后再在其中加入适量原料以得到所需的锂、铁、磷的摩尔比,经高温固相法合成新的磷酸铁锂。据成本测算,磷酸铁锂废旧电池经改进后的火法干法回收,可实现盈利,但按此回收工艺新制备的磷酸铁锂杂质多,性能不稳定。

湿法回收工艺

湿法回收主要是通过酸碱溶液溶解磷酸铁锂电池中的金属离子,进一步利用沉淀、吸附等方式将溶解的金属离子以氧化物、盐等形式提取出来,反应过程中多数使用H2SO4、NaOH和H2O2等试剂。湿法回收工艺简单,设备要求不高,适合工业规模化生产,是学者们研究的最多,也是国内主流的废旧锂离子电池处理路线。

磷酸铁锂电池湿法回收以回收正极为主。采用湿法工艺回收磷酸铁锂正极时,首先要将铝箔集流体与正极活性物质分离。方法之一是釆用碱液溶解集流体,而活性物质不与碱液反应,可以通过过滤获得活性物质。方法之二是用有机溶剂溶解粘结剂PVDF,使磷酸铁锂正极材料与铝箔脱离,铝箔重新利用,活性物质可进行后续的处理,有机溶剂可经过蒸馏处理,实现其循环使用。两种方法相比,第二种更环保安全。正极中磷酸铁锂的回收一种是生成碳酸锂。此种回收方式成本较低,被多数磷酸铁锂回收企业所采纳,但磷酸铁锂的主要成分磷酸铁(含量95 %)没有被回收,造成资源浪费。

较理想的湿法回收方式为将废旧磷酸亚铁锂正极材料转化为锂盐和磷酸铁,实现Li、Fe、P的全元素回收。磷酸亚铁锂要想变成锂盐和磷酸铁,需要将亚铁氧化为三价铁,采用酸浸或碱浸将锂浸出。有学者采用氧化煅烧分离出铝片及磷酸铁锂,之后经硫酸浸出、分离得到粗磷酸铁,溶液除杂用碳酸钠沉淀成碳酸锂;滤液蒸发结晶得到无水硫酸钠产品作为副产物出售;粗磷酸铁进一步精制得到电池级磷酸铁,可以用于磷酸铁锂材料的制备。该工艺经过多年的研究,已经相对成熟。

回归到市场层面,磷酸铁锂电池已经被广泛运用,其是电动汽车。尽管运用广泛,但是目前的磷酸铁锂电池还是存在一些明显的问题,同时,磷酸铁锂电池也存在电池市场发展方向的问题。同比之下,21700型锂电池就显得更加稳定和可靠。

本期推文就到这里,我们下期再见。我是陆陆科技人,我们说车谈科技。

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