磷酸鐵鋰的工藝路線探討和發(fā)展(已修改)
2025-05-13 07:39 本頁面
【正文】 磷酸鐵鋰的工藝路線探討和發(fā)展 蔣華鋒 二 0一 0年五月 Huafeng Chiang 1 第一部分 第二部分 第三部分 磷酸鐵鋰的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀 工藝路線的發(fā)展探討 磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)的發(fā)展探討 內(nèi)容概要 Huafeng Chiang 2 典型廠家 鐵鋰材料生產(chǎn)商 生產(chǎn)廠家 技術(shù)路線 產(chǎn)品特性 綜合評估 A123systems 草酸亞鐵 高倍率 ★★★★☆ STL 較高容量和倍率 ★★★☆ PULEAD 高平臺 ★★★☆ GXTECH 較高容量和倍率 ★★★☆ ZN 較高容量和倍率 ★★★☆ VALENCE 氧化鐵紅 穩(wěn)定性好，易加工 ★★★☆ FPGCY 穩(wěn)定性好，易加工 ★★★☆ Phostech 磷酸鐵 易加工；高倍率 ★★★★ DATUNG 高容量和高倍率 ★★★★ Aleees 高容量 ★★★★ Huafeng Chiang 3 廠家總結(jié) 工藝路線 （鐵源選擇） 原材料成本 （元 /噸） 生產(chǎn)設(shè)備投資 (萬元） 路線瓶頸 草酸亞鐵 53500（ 42200） 700 成本略高，品質(zhì)不易 穩(wěn)定控制。 氧化鐵紅 1（ V系） 55000 450 容量不理想，產(chǎn)品性 價比偏低。 氧化鐵紅 2（復合） 40000 400 產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗需要摸索 磷酸鐵 58500 400 現(xiàn)階段原材料成本過 高，比例超過 50%。 Huafeng Chiang 4 路線比較 以年產(chǎn) 300噸為例： Huafeng Chiang 5 簡要分析 （ 1）草酸亞鐵路線仍然是目前最主流的合成路線，但設(shè)備依存度較高，生 產(chǎn)周期比較長 ，形貌調(diào)控問題是該路線的難點，導致穩(wěn)定性不理想。 （ 2）氧化鐵工藝路線比較成熟，產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)強，穩(wěn)定性好，但 V系路線的 市場競爭力較弱，在成熟市場會面臨挑戰(zhàn)；復合路線在成本和性能做 了很好的兼顧，成本方面也有較大優(yōu)勢。 （ 3）磷酸鐵路線成本比較高，僅磷酸鐵一項就達到原材料成本的 50%以 上，必須大幅削減成本，才能讓其優(yōu)質(zhì)的電性能和市場價格相匹配。 技術(shù)路線不統(tǒng)一，說明目前的磷酸鐵鋰市場仍然不成熟，預示整個產(chǎn)業(yè)還處于 “從有到優(yōu) ”的競爭階 段，穩(wěn)定性是現(xiàn)階段的重點， V系工藝會有較好的表現(xiàn)，在下一個階段 ”從優(yōu)到廉 “的發(fā)展過程中，復 合路線和磷酸鐵將成為發(fā)展的主流，畢竟 “穩(wěn)定性，加工性，電特性 ”才是符合動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的 主流特征。 Huafeng Chiang 6 鐵源追溯 草酸亞鐵 氧化鐵紅 磷酸鐵 硫酸亞鐵 磷酸 草酸 氫氧化鈉 氫氧化鈉 雙氧水 雙氧水 氨水 還原鐵粉 工業(yè)硫酸 Huafeng Chiang 7 磷源追溯 Huafeng Chiang 8 鋰源追溯 電池級碳酸鋰制備工藝： （ 1）用鹽酸中和氫氧化鋰至一定 pH值，然后加入草酸銨和氯化鋇除去鈣和硫 酸根離子。 （ 2）然后用氫氧化鋰條件調(diào)節(jié)一定 pH值，加入雙氧水將亞鐵離子氧化成鐵離 子，在弱堿性條件下除去鐵離子。 （ 3）為了提高鋰的回收率，加入碳酸銨沉鋰； （ 4）通入 CO2將碳酸鋰進一步氫化； （ 5）通過離子交換樹脂深度除去鈣、鎂離子，然后將 LiHCO3溶液加熱結(jié)晶得 到 %電池級碳酸鋰。 Huafeng Chiang 9 原材料小結(jié) 磷源合成離不開工業(yè)磷酸，鋰源都是由氫氧化鋰作為中間產(chǎn)物。 合成磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)原料可簡單分為 3種： （ 1）工業(yè)磷酸； （ 2）硫酸亞鐵； （ 3）氫氧化鋰； 歸根到底，固相法和溶液法所用的原料完全相同，不同的工藝路線 只是原材料的不同排列組合而已；很顯然物質(zhì)利用率越高的搭配組合可 以實現(xiàn)較低的原材料成本。 工藝路線 （鐵源選擇） 產(chǎn)率 （ %） 百分比 （ %） 備注 草酸亞鐵 兩次燒成，有機體系 氧化鐵紅 1（ V系） 100 水系 氧化鐵紅 2（復合） 水系或有機系 磷酸鐵 （ ） 水系 Huafeng Chiang 10 燒失率統(tǒng)計 很顯然，氧化鐵紅 1路線和磷酸鐵路線物質(zhì)利用率最高，但由于目前磷酸二氫 鋰和磷酸鐵的價格壓力較大，成為制約其路線發(fā)展的關(guān)鍵！ Huafeng Chiang 11 成本比較前提 （ 1）草酸亞鐵產(chǎn)業(yè)化路線： 有機溶劑（考慮回收），二次靜態(tài)熱處理工藝； （ 2）磷酸鐵產(chǎn)業(yè)化路線： 水系體系，一次靜態(tài)熱處理工藝。
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