钴酸锂
2017-06-02 15:15:40
锂离子二次
电池
正极材料(钴酸锂)的液相合成工艺,它采用聚乙烯醇(PVA)或聚乙二醇(PEG)水溶液为溶剂,锂盐、钴盐分别溶解在PVA或PEG水溶液中,混合后的溶液经过加热,浓缩形成凝胶,生成的凝胶体再进行加热分解,然后在高温下煅烧,将烧成的粉体碾磨、过筛即得到钴酸锂粉。与现有技术相比,本发明具有合成温度低,得到的产品纯度高、化学组成均匀等优点。 钴酸锂特点1、电化学性能优越 a.每循环一周期容量平均衰减﹤0.05% b.首次放电比容量﹥135mAh/g c.3.6V初次放电平台比率﹥85% 2、加工性能优异 3、振实密度大, 有助于提高电池体积比容量 4、产品性能稳定, 一致性好 产品型号 R747 振实密度2.4-3.0g/cm3, 典型值为2.5,粒度 D506.0-8.5um; R757 振实密度2.4-3.2g/cm3, 典型值为2.6, 粒度D506.5-9.0um; R767 振实密度2.3-3.0g/cm3, 典型值为2.5, 粒度D508-12um; 钴酸锂用途:主要用于制造手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备的锂离子电池作正极材料。本文为转载稿,仅代表作者本人的观点,与本网立场无关。上海有色网信息科技有限公司不对其中包含或引用的信息的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。对于任何因直接或间接采用、转载本文提供的信息造成的损失,上海有色网信息科技有限公司均不承担责任。媒体合作事宜, 敬请联系info@smm.cn 或 021-6183 1988 转 5009。
钴酸锂电池
2017-12-27 15:15:01
钴酸锂电池结构稳定、容量比高、综合性能突出、但是其安全性差、成本非常高,主要用于中小型号电芯,广泛应用于笔记本电脑、手机、MP3/4等小型电子设备中,标称电压3.7V。钴酸锂的用途:主要用于制造手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备的锂离子电池作正极材料。钴酸锂的技术标准1、名称: 钴酸锂 分子式: LiCoO2 分子量: 97.88 2、主要用途: 锂离子电池 3、外观要求: 灰黑色粉末, 无结块 4、X射线衍射: 对照JCDS标准( 16-427) , 无杂相存在 5、包 装: 铁桶内塑料袋包装 6、化学成分与物化性能指标: 镍 Ni 0.05% max (wt%) 锰 Mn 0.01% max (wt%) 铁 Fe 0.02% max (wt%) 钙 Ca 0.03% max (wt%) 钠 Na 0.01% max (wt%) 酸碱性 PH 9.5-11.5 含水量( 105&ordm;C干燥失重量, %) Moisture (wt% loss at 105&ordm;C) <0.05 比表面积( m2/g) BET surface Area (m2/g) 0.2-0.6 振实密度 (g/cm3) Tap Density (g/cm3) 1.7-2.9 粒径大小-D50 (μm) PSD- D50 (μm) 5-12 粒径大小-D10 (μm) PSD- D10 (μm) 1-5 粒径大小-D90 (μm) PSD-D90 (μm) 12-25钴酸锂电池的应用还是比较少的,小电池用钴锂的技术很成熟,但现在钴锂的成本太高,很多公司用锰锂来代替,有的全是锰锂的。钴酸锂性能稳定,目前应用于手机等的技术最为成熟,但应用的最大缺点就是成本高,钴是比较稀缺的战略性金属;另外应用于动力电池方面也有一定的难度。
钴酸锂价格
2017-06-02 15:15:12
钴酸锂价格受进来利好的影响,开始上涨。由于最近欧美经济数据利好于预期,LME基本
金属
连续上涨四个交易日。昨夜,伦敦钴市
现货
买价小幅上涨975美元/吨至38575美元/吨,卖价39575美元/吨上升975美元/吨;三月期买价上涨1000美元/吨至38000美元/吨,卖价39000美元/吨亦上涨1000美元/吨。国内氧化钴最低价从21.8万元/吨下滑至21.5万元/吨,最高报价22万元/吨维持不变,市场交易平淡。四氧化三钴报价在22.8-23.0万元/吨左右。虽然大厂今日都有成交,但由于下游钴酸锂厂交易平淡,四钴厂商已经采取减产措施。由于钴酸锂持市场持续冷清,今日钴酸锂最低价下滑0.1万元/吨至23.7万元/吨。 钴是一种化学元素,符号为Co,原子序数27,属过渡金属,具有磁性。钴的英文名称“Cobalt”来自于德文的Kobold,意为“坏精灵”,因为钴矿有毒,矿工、冶炼者常在工作时染病,钴还会污染别的金属,这些不良效果过去都被看作精灵的恶作剧。 钴矿主要为砷化物、氧化物和硫化物。此外,放射性的钴-60可进行癌症治疗。 在常温下不和水作用,在潮湿的空气中也很稳定。在空气中加热至300℃以上时氧化生成CoO,在白热时燃烧成Co3O4。氢还原法制成的细金属钴粉在空气中能自燃生成氧化钴。1735年瑞典化学家布兰特(G.Brandt)制出金属钴。1780年瑞典化学家伯格曼(T. Bergman)确定钴为元素。长期以来钴的矿物或钴的化合物一直用作陶瓷、玻璃、珐琅的釉料。到20世纪,钴及其合金在电机、机械、化工、航空和航天等工业部门得到广泛的应用,并成为一种重要的战略金属,消费量逐年增加。中国于50年代开始从钴土矿、镍矿和含钴黄铁矿中提钴。 钴酸锂价格走势需要看后市情况而定。目前从市场交易情况来看,国内钴市仍处消费淡季。近期商家纷纷拜访客户,欲了解市场。近期虽然大家情绪稍有平静,下游
电池
商频频询价,但对市场交易还是持谨慎态度,以致钴酸锂成交持续平淡。预计钴酸锂价格还有小幅下调空间,其他钴产品近期走势将平稳。 本文为转载稿,仅代表作者本人的观点,与本网立场无关。上海有色网信息科技有限公司不对其中包含或引用的信息的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。对于任何因直接或间接采用、转载本文提供的信息造成的损失,上海有色网信息科技有限公司均不承担责任。媒体合作事宜, 敬请联系info@smm.cn 或 021-6183 1988 转 5009。
一张图看懂钴酸锂
2019-01-03 15:20:52
三元材料取代钴酸锂任重而道远
2019-03-06 10:10:51
现在三元材料可谓是锂电池中的宠儿,开展速度十分快,在渐渐侵入整个使用商场。钴酸锂通过多年的开展,现已占有了锂电池商场的半壁河山。三元材料何时可以替代钴酸锂?
三元材料是镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2,三元复合正极材料前驱体产品,是以镍盐、钴盐、锰盐为质料。钴酸锂一般使用作锂离子电池的正电极材料。电池结构安稳、容量比高、归纳功能杰出、可是其安全性差、本钱十分高。 从上以上两个图表可以看出,三元材料不管在性价比仍是在环保安全功能上远超钴酸锂。
三元材料替代钴酸锂之路依然负重致远?
三元首要冲击的是钴酸锂的中心使用范畴——数码产品商场。据工业研究所(GBII)数据显现,在2013年的正极材料商场,中国商场关于三元材料的需求,现已到达15600吨,其间80%用于笔记本电脑、平板电脑、手机等数码产品。三元材料如此大行动地进攻钴酸锂的“要害”,其来势汹汹的态势,不由让业内人士猜想技能路途风向正在反转。但需求留意的是,比较于三元材料,钴酸锂具有一系列功能与技能优势,更受商场喜爱。因而,大部分业内人士对现在的钴酸锂商场依然持积极态度,他们以为三元材料能否成功替代钴酸锂,商场取向起决定作用。三元材料中,钴的质量分数一般控制在20%左右。尽管三元材料到达“少钴化”的要求,本钱也得到明显的下降,可是其在压实密度、高电压、高容量、耐高温等功能方面仍与钴酸锂有必定的距离。数码设备日趋轻浮化规划,对电池容量的要求也日益提高。正极材料的压实密度作为影响锂电池容量的要素之一,钴酸锂的单晶颗粒状形状,现在可以做到4.2 g/cm3的压实密度,是作为小颗粒二次聚会体的三元材料无法幻想的高难度应战,成为三元材料拓宽蓝图的“硬伤”。事实上,现在可以满意移动设备待机要求的老练电池也只要钴酸锂电池,在消费类数码产品范畴,钴酸锂电池依然处于主导地位。尽管三元材料商场需求有所增加,但比起钴酸锂而言,其商场份额依然不可同日而语。何况三元材料在以下几个方面存在短板。 三元材料厂商多而不强。GGII计算,截止2016年末国内三元材料出货量逾越8000吨的厂商没有出现,各大厂商产品同质化严峻,均以523、111类型为主。一起受Tesla带动,国内三元动力电池掀起一场扩张高潮,材料厂商方面自2015下半年至今已新增一批三元材料厂商。未来跟着技能的不断进步,长续航路程电池需求加大,三元材料商场需求出现产销两旺时期,在利好布景下,商场将会出现一大批新进入者。中心专利缺失,低端产能重复建造。现在全球镍钴锰酸锂专利主要在美国3M及阿贡实验室手中,巴斯夫、美丽科、瑞翔等均有购买3M或阿贡实验室专利有用权,而国内专利一时相对单薄。未来大规模开展后,在出口商会发生专利胶葛。 现在国内三元材料类型以523为主。不管数码仍是动力电池用三元材料,使用量最多的仍为523类型。从电池形状上来看,国内原装三元电池遍及选用NCM523,选用叠片工艺的三源动力电池选用NCM111,其间三元圆柱的产值大于方形叠片电池。 从上图看出,三元材料未来商场中潜力巨大,现在处于上升期。跟着技能的开展,厂商的不断自我完善,未来商场用量也极有或许逾越钴酸锂。只能说逾越钴酸锂的路途比较绵长。
钴酸锂电池优劣势分析
2018-10-11 10:06:06
钴酸锂电池是以合成的钴酸锂(化学分子式LiCoO2)化合物作为正极材料活性物质的锂离子电池,在所有的充电锂电池中,钴酸锂是最早应用的正极材 料,钴酸锂电池也是循环性能最好的。一、钴酸锂电池的优势:钴酸锂电池是电化学性能优越的锂电池,容量衰减率小于0.05%,首次放电比容量大于135mAh/g,电池性能稳定,一致性好,另外,在工艺上容易合成 ,安全性能好。钴酸锂电池的工作温度为-20~55℃。二、钴酸锂电池的不足:1、钴的价格高,仅产于非洲的一部分地区,有地域纷争及价格变动的风险;2、LiCoO2的岩盐性结构,可去除的锂仅为原来比例的大约50%,就是说,过充时基本结构会发生破坏,失去可逆充放电循环,这使得钴酸锂电池存在过充安全隐患,需要附加电路保护板;3、热稳定性和毒性指标不够理想, 对策较为复杂。三、钴酸锂电池的制备,主要技术表现在锂粉的制造上:钴酸锂电池使用液相合成工艺,将锂盐、钴盐分别溶解在聚乙烯醇和聚乙二醇溶液中,混合 后的溶液经加热浓缩成凝胶,凝胶体在高温下煅烧形成的粉体碾磨过筛即得到钴酸锂粉。四、钴酸锂电池的应用:钴酸锂电池因具有容易合成、电压平台高、比能量适中,特别是循环性能优越,而成为锂离子电池的主流。但是钴储量的不 足和制备中对其毒性与过充的克服,加大了钴酸锂电池的成本,因而钴酸锂的市场一般定位于便携式设备而不适用于大型动力。
镍钴锰酸锂
2017-06-06 17:50:12
镍钴锰酸锂镍钴锰酸锂是一种电池材料,锂电池用正极材料--镍钴锰酸锂,俗称三元材料,化学成分Li1+zM1-x-yNixCoyO2,是由氢氧化镍钴锰和锂原材料混合均匀后经三温区烧结得到。该材料比容量高,循环特性好,晶体结构理想,且制备工艺简单,运行成本低,生产周期短,产品性能稳定,是一种更经济,更安全的锂离子电池的正极材料,必将取代其他锂离子电池正极材料。高密度锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的制备方法,一种高密度锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的制备方法,其特征在于:包括将镍化合物、钴化合物、锰化合物混合、造粒,以3~10℃/min的升温速率,通过在一定温度和一定时间下进行第一次烧结,得到中间产物镍钴锰的氧化物(Ni↓[1/3]Co↓[1/3]Mn↓[1/3])↓[3]O↓[4];然后将镍钴锰的氧化物与一定比例的锂化合物均匀混合,以3~10℃/min的升温速率,在高温下,通过一定时间进行第二次烧结,再将烧结产物经过粉碎、粒度分级后得到高密度的镍钴锰酸锂。镍钴锰酸锂在电池材料方面的应用十分广泛。锂离子电池是新一代的绿色高能电池,具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应等突出优点,广泛应用于各种便携式电动工具、电子仪表、移动电话、笔记本电脑、摄录机、武器装备等,在电动汽车中也具有良好的应用前景.正极材料是锂离子电池的重要组成部分,是目前锂离子电池中成本最高的部分。钴酸锂(LiCoO2)是目前唯一已经大规模
产业
化并广泛应用于商品锂离子电池的正极材料,然钴酸锂的年需求量已超过1万吨,从而导致钴价大幅攀升,钴资源短缺已开始制约
产业
发展。新型锂离子正极材料----复合氧化物镍钴锰酸锂是一种容量比较高的材料,其比容量比钴酸锂高出30%以上,和钴酸锂有相同的上下限电压,而且安全性也相对较好,
价格
相对较低,与电解液的相容性好,循环性能优异,更为重要的是其成本仅为钴酸锂的一半,是非常有前途的正极材料。此材料正逐步取代钴酸锂而成为在小型通讯和小型动力领域应用的主流正极材料。复合氧化物镍钴锰酸锂材料制备的关键是保证镍、钴、锰三元素的分子级混合,并控制其合理的粒度大小和分布。
如何有效提高三元材料的压实密度?
2019-01-03 09:36:39
影响正极极片压实密度的主要因素主要有以下四点:①材料真密度②材料形貌③材料粒度分布④极片工艺。1、材料真密度几种商业正极材料的真密度和目前所能达到的压实密度见表(表中所选三元材料为NCM111),可以看出,几种材料的真密度:钴酸锂>三元材料>锰酸锂>磷酸铁锂,这和压实密度的规律一致。需要指出的是,不同组分三元材料的真密度随组分的变化而变化。几种商业正极材料的真密度和压实密度范围2、材料形貌三元材料和钴酸锂的真密度差别并不大,从上表可以看出,NCM111和钴酸锂的真密度只差0.3g·cm-3,压实密度却比钴酸锂低0.5g·cm-3,甚至更高,导致这个结果的原因很多,但最主要的原因是钴酸锂和三元材料的形貌差别。目前商业化的钴酸锂是一次颗粒,单晶很大,三元材料则为细小单晶的二次团聚体,如图所示。从图中可看出,几百纳米的一次颗粒团聚成的三元材料二次球,本身就有很多空隙;而制备成极片后,球和球之间也会有大量的空隙。以上原因使三元材料的压实密度进一步降低。钴酸锂和三元材料SEM图3、材料粒度分布等径球在堆积时,球体和球体之间会有大量的空隙,若没有合适的小粒径球来填补这些空隙,堆积密度就会很低。所以合适的粒度分布能提高材料的压实密度,而不合理的粒度分布则造成压实密度显著降低。4、极片工艺极片的面密度,黏结剂和导电剂的用量都会影响压实密度。常见导电剂和黏结剂的真密度见如表。从表中可以看出,常见导电剂和黏结剂的真密度材料的真密度对压实密度的影响是无法改变的,但从压实密度和真密度的对比中可以看出,三元材料的压实密度还有很大的提升空间。如何提高压实密度目前提高压实密度的方法主要从材料形貌、材料粒度分布、极片工艺三方面入手。例如将三元材料的形貌制备成和钴酸锂类似的大单晶;优化三元材料粒度分布;极片制作时使用导电性好的导电剂以降低导电剂用量,调浆过程高速分散,使导电剂和黏结剂均匀分散等等。下面是从优化三元材料形貌和粒度方面来提升三元材料压实密度的实例。1、优化形貌常见几种三元材料的形貌及其极片(辊压后)的SEM图如图所示。其中(a)、(c)、(e)为三种不同形貌的三元材料的SEM图,放大倍数相同。(b)、(d)、(f)分别为(a)、(c)、(e)的辊压后极片低倍SEM图。(a)所示是最常见的三元材料形貌,即小单晶的二次团聚体,其辊压后的极片SEM图如(b)所示,二次颗粒之间有较大空隙,且部分二次颗粒已经被压碎,部分没有接触到黏结剂的小单晶已经脱落;(c)的形貌为一次单晶三元材料,但比(a)的单晶稍大一些,从其对应极片(d)可以看出,单晶颗粒之间有少量空隙,因为不存在二次颗粒破碎的问题,所以只要黏结剂分散均匀,便不存在单晶从极片脱落的问题;(e)虽然也是二次团聚体,但是单晶很大,单晶和单晶之间接触并不是很紧密,从其对应极片(f)可以看出,颗粒和颗粒之间的空隙很少,如果使用高速混合机来制备浆料,效果会更好。图中(a)、(c)、(e)三种形貌的材料对应的压实密度结果对应(g)中的a、c、e。从图中可以看出,(a)形貌的材料压实密度最低,但和(c)的压实密度相差不多,(e)的压实密度比(a)和(c)的高很多,已经达到3.9g·cm-3。不同形貌三元材料及其极片SEM图、压实密度对比2、优化粒度分布D50接近的材料,若D10、D90、Dmin、Dmax有差别,也会造成压实密度不同。粒度分布太窄或粒度分布太宽都会使材料压实密度降低。对于粒度分布的影响,有的电池厂家会对正极材料生产商提出要求,而有的电池厂家则通过混合不同粒度分布的产品来达到提高压实密度的目的,如图所示。
镍钴锰酸锂
2017-06-02 15:14:45
锂
电池
的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。近年来,中国锂电池产量已大幅提升,锂电池正极材料也已经从单一的钴酸锂材料,发展到钴酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等材料齐头并进的阶段。 金瑞科技作为国内最专业的
电解锰
生产企业,拥有电解锰产能4万吨,2008年产量约占全球市场份额的3%;四氧化三锰年产能2万吨左右,市场占有率50%以上。近年来公司通过金丰锰业、获得松桃金瑞矿业和黔东锰矿各50%股权等方式以提高产能及矿山自给率。目前电解锰行业需求出现积极信号。我们预计,未来两年在政府淘汰落后产能的治理中,公司有望进一步扩大市场份额。 公司控股的子公司金天能源材料于2005年12月率先在国内自主研发出了覆钴氧化型氢氧化镍新产品,并建成了1000吨/年的主要用于制作高品质镍氢二次电池以及动力电池产品生产线。目前金天能源主要为比亚迪和日本汤浅供应镍氢电池正极,经过近两年的发展,覆钴氧化型氢氧化镍新产品已经打入了日本电池企业在国内的合资电池厂等高端市场;同时,公司项目系列产品中的动力型氢氧化镍品种已通过了日本松下电池企业的性能检测。目前国内氢氧化镍总需求量约为16000吨/年,其中,高品质的覆钴氧化型氢氧化镍产品仅有不到2000吨/年的生产规模,而金天能源目前拥有氢氧化镍产能2000吨,覆钴氧化型氢氧化镍产能1000吨/年,预计公司能充分享受到行业成长的前景。 此外,公司开展了磷酸亚铁锂制备技术的研究和镍钴锰酸锂三元材料的研究,其中磷酸亚铁锂项目已取得了良好的结果,镍钴锰酸锂三元材料的开发也取得了较好的结果,并获得了科技部75万元的院所基金资助。随着国家鼓励发展电动汽车,大力提倡开发锂离子动力电池,公司电源材料必将受益。 本文为转载稿,仅代表作者本人的观点,与本网立场无关。上海有色网信息科技有限公司不对其中包含或引用的信息的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。对于任何因直接或间接采用、转载本文提供的信息造成的损失,上海有色网信息科技有限公司均不承担责任。媒体合作事宜, 敬请联系info@smm.cn 或 021-6183 1988 转 5009。
钴简介以及应用领域
2018-08-29 09:50:00
一、基本介绍钴是银白色的金属。钴在常温下不和水作用,在潮湿的空气中也很稳定。在空气中加热至300℃以上时氧化生成CoO,在白热时燃烧成Co3O4。 。钴一种非常稀缺的小金属资源,素有“工业味精”和“工业牙齿”之称,是重要的战略资源之一。钴资源多伴生于铜钴矿、镍钴矿、砷钴矿和黄铁矿矿床中,独立钴矿物极少,陆地资源储量较少,海底锰结核是钴重要的远景资源。二、钴的用途及应用领域目前,钴主要用于电池材料、高温合金、硬质合金、催化剂等领域。电池行业和高温合金行业是最大的两块用钴领域,电池行业用钴量占比约为59%,其次是高温合金用钴量所占比约为 15%,硬质合金和金刚石工具行业、硬面材料、陶瓷和催化剂行业分别占比约为7%、 3%、 4%和 4%。(一)电池材料目前钴的消耗量近40%用于充电电池材料,如用于锂离子电池的钴酸锂,用于镍氢电池的氧化亚钴等。钴最主要的用途是用于锂电池,锂离子电池的核心之一是它的正极材料,其中要用到钴酸锂(LiCoO2), 钴酸锂属于固体电解质,具有高能量密度和高的环保安全性。锂电池的优势在于电压范围宽,高能量密度,环保(和Ni-Cd、Ni-Mn相比较)。作为锂电池主要材料的钴酸锂的世界需求量2008年为3.29万吨(折合金属钴为1.97万吨),产锂电池的主要国家集中在亚洲,分别是日本占40%(32%)、韩国占到30%(22%)中国占到28%(44%),其中括号内为实际生产份额因为不少贴牌日本、韩国产的、实际产地在中国。(二)磁性材料钴是磁化一次就能保持磁性的少数金属之一。在热作用下,失去磁性的温度叫居里点。铁的居里点为769℃,镍为358℃,而钴可达1150℃。含有60%钴的磁性钢比一般磁性钢的矫顽磁力提高2.5倍。振动环境下,一般磁性钢失去差不多1/3的磁性。而钴钢仅失去2%-3.5%的磁性。由于钴优越的磁特性,被大量应用于高性能磁性材料的制造。磁性材料是重要的功能材料,在电子工业和高科技领域起着非常重要的作用。钴在磁性材料领域应用分布如下:70%用于Alnico 永磁合金,20%用于Smco合金,10%用于其他稀土永磁材料。近几年来,不仅磁性材料的产量增加了很多,而且磁体市场的结构也发生了很大的变化。从世界范围来看,铝镍钴磁体的产量呈下降趋势,但近几年来我国进行的大规模电网改造使铝镍钴磁体的产量维持在2000吨左右,而衫钴合金的产量有逐年上升的势头。(三)硬质合金与超级合金含有一定量钴的刀具钢可以显著提高钢耐磨性和切削性能,钴将合金组成中其他金属碳化物晶粒结合在一起,使合金具更高的韧性,并减少对冲击的敏感性能,这种合金熔焊在零件表面,可使零件的寿命提高3-7倍。含钴50%以上的司太立特硬质合金即使加热到1000℃也不会失去其原有的硬度。温度在1038℃以上时,钴基合金的优越性就显露无遗,特别适合用于制作高效率的高温发动机和汽轮机等,因此钴基合金被广泛地应用在航空航天和现代军事领域中。在航空涡轮发动机的结构材料中使用含20%-27%铬的钴基合金 可在不使用任何保护涂层的条件下 材料达到很高的抗氧化性。核反应堆供热工作室热介质涡轮发动机可以不检修而连续运转一年以上。
锰酸锂
2017-06-06 17:50:13
锰酸锂,合成性能好、结构稳定的正极材料锰酸锂是锂离子蓄电池电极材料的关键,锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一。但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其
产业
化,掺杂是提高其性能的一种有效方法。掺杂有强M-O键、较强八面体稳定性且离子半径与锰离子相近的
金属
离子,能显著改善其循环性能。 锰酸锂与钴酸锂,三元等其他正极材料相比最大的优点是
价格
便宜,最大的缺点是容量低(只能发挥到100-110,河南思维典型值:105),压实低,导致不太好压.是钴酸锂和三元材料的过渡产品.在动力电池方面 很有可能被三元取代 。 锰酸锂-特点:锰酸锂与钴酸锂,三元等其他正极材料相比最大的优点是
价格
便宜,最大的缺点是容量低(只能发挥到100-110,河南思维典型值:105),不太好压.是钴酸锂和三元材料的过渡产品.锰酸锂比表面积研究是非常重要的,锰酸锂的比表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的,国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测,现在国内也被淘汰了。目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法,国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的,请参看我国国家标准(GB/T19587-2004)-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费时间的工作,由于样品吸附能力的不同,有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间,如果测试过程没有实现完全自动化,那测试人员就时刻都不能离开,并且要高度集中,观察仪表盘,操控旋钮,稍不留神就会导致测试过程的失败,这会浪费测试人员很多的宝贵时间。真正完全自动化智能化比表面积测试仪产品,才符合测试仪器
行业
的国际标准,同类国际产品全部是完全自动化的,人工操作的仪器国外早已经淘汰。真正完全自动化智能化比表面积分析仪产品,将测试人员从重复的机械式操作中解放出来,大大降低了他们的工作强度,培训简单,提高了工作效率。真正完全自动化智能化比表面积测定仪产品,大大降低了人为操作导致的误差,提高测试精度。F-Sorb2400比表面积测试仪是真正能够实现BET法检测功能的仪器(兼备直接对比法),更重要的F-Sorb2400比表面积测试仪是迄今为止国内唯一完全自动化智能化的比表面积检测设备,其测试结果与国际一致性很高,稳定性也很好,同时减少人为误差,提高测试结果精确性。 锰酸锂主要为尖晶石型锰酸锂,尖晶石型锰酸锂LiMn2O4是Hunter在1981年首先制得的具有三维锂离子通道的正极材料,至今一直受到国内外很多学者及研究人员的极大关注,它作为电极材料具有
价格
低、电位高、环境友好、安全性能高等优点,是最有希望取代钴酸锂LiCoO2成为新一代锂离子电池的正极材料。 锰酸锂的生产目前
市场
上主要的锰酸锂有AB两类,A类是指动力电池用的材料,其特点主要是考虑安全性及循环性。B类是指手机电池类的替代品,其特点主要是高容量。 锰酸锂的生产主要以EMD和碳酸锂为原料,配合相应的添加物,经过混料,烧成,后期处理等步骤而生产的。从原材料及生产工艺的特点来考虑,生产本身无毒害,对环境友好。不产生废水废气,生产中的粉末可以回收利用。因此对环境没有影响。
电池材料(钴)中的铅含量测
2018-12-07 10:47:19
当下主流的手机,平板电脑,笔记本等电子设备使用的电池材料主成分为钴酸锂类。然而,高含量钴溶液基体的情况下测量铅元素,由于受到了光谱之间的相互干扰,然而使分析变得困难。日立ICP(型号PS3520UVDD)拥有真空紫外波长的观察区域,可从不同波长分析线的区分来改善诸如此类的干扰情况。
1. PS3520UVDD拥有130nm处波长的对应可能。(普通分光器一般只能达到160nm的短波长)
2. 因此,铅元素在短波长143.396nm处不受钴元素特征波长的干扰影响。
3.铅143.396nm波长的检测下限值(DL)可达8ppb,使钴基体下的铅痕量分析成为可能。
镍钴锰酸锂
2017-06-06 17:50:13
锂电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与
价格
。近年来,中国锂电池
产量
已大幅提升,锂电池正极材料也已经从单一的钴酸锂材料,发展到钴酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等材料齐头并进的阶段。 金瑞科技作为国内最专业的电解锰生产企业,拥有电解锰产能4万吨,2008年
产量
约占全球
市场
份额的3%;四氧化三锰年产能2万吨左右,
市场
占有率50%以上。近年来公司通过金丰锰业、获得松桃金瑞矿业和黔东锰矿各50%股权等方式以提高产能及矿山自给率。目前电解锰
行业
需求出现积极信号。我们预计,未来两年在政府淘汰落后产能的治理中,公司有望进一步扩大
市场
份额。 公司控股的子公司金天能源材料于2005年12月率先在国内自主研发出了覆钴氧化型氢氧化镍新产品,并建成了1000吨/年的主要用于制作高品质镍氢二次电池以及动力电池产品生产线。目前金天能源主要为比亚迪和日本汤浅供应镍氢电池正极,经过近两年的发展,覆钴氧化型氢氧化镍新产品已经打入了日本电池企业在国内的合资电池厂等高端
市场
;同时,公司项目系列产品中的动力型氢氧化镍品种已通过了日本松下电池企业的性能检测。目前国内氢氧化镍总需求量约为16000吨/年,其中,高品质的覆钴氧化型氢氧化镍产品仅有不到2000吨/年的生产规模,而金天能源目前拥有氢氧化镍产能2000吨,覆钴氧化型氢氧化镍产能1000吨/年,预计公司能充分享受到
行业
成长的前景。 此外,公司开展了磷酸亚铁锂制备技术的研究和镍钴锰酸锂三元材料的研究,其中磷酸亚铁锂项目已取得了良好的结果,镍钴锰酸锂三元材料的开发也取得了较好的结果,并获得了科技部75万元的院所基金资助。随着国家鼓励发展电动汽车,大力提倡开发锂离子动力电池,公司电源材料必将受益。
锰酸锂电池
2017-06-06 17:50:13
锰酸锂主要为尖晶石型锰酸锂 尖晶石型锰酸锂LiMn2O4是Hunter在1981年首先制得的具有三维锂离子通道的正极材料,至今一直受到国内外很多学者及研究人员的极大关注,它作为电极材料具有
价格
低、电位高、环境友好、安全性能高等优点,是最有希望取代钴酸锂LiCoO2成为新一代锂离子电池的正极材料。 合成性能好、结构稳定的正极材料锰酸锂是锂离子蓄电池电极材料的关键,锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一。但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其
产业
化,掺杂是提高其性能的一种有效方法。掺杂有强M-O键、较强八面体稳定性且离子半径与锰离子相近的
金属
离子,能显著改善其循环性能。 锰酸锂与钴酸锂,三元等其他正极材料相比最大的优点是
价格
便宜,最大的缺点是容 锰酸锂量低(只能发挥到100-110,河南思维典型值:105),压实低,导致不太好压.是钴酸锂和三元材料的过渡产品.在动力电池方面 很有可能被三元取代 。 锰酸锂结构:LiMn2O4是一种典型的离子晶体,并有正、反两种构型。XRD分析知正常尖晶石LiMn2O4是具有Fd3m对称性的立方晶体,晶胞常数a=0.8245nm,晶胞体积V=0.5609nm3。氧离子为面心立方密堆积(ABCABC….,相邻氧八面体采取共棱相联),锂占据1/8氧四面体间隙(V4)位置(Li0.5Mn2O4结构中锂作有序排列:锂有序占据1/16氧四面体间隙),锰占据氧1/2八面体间隙(V8)位置。单位晶格中含有56个原子:8个锂原子,16个锰原子,32个氧原子,其中Mn3+和Mn4+各占50%。由于尖晶石结构的晶胞边长是普通面心立方结构(fcc)型的两倍,因此,每个晶胞实际上由8个立方单元组成。这八个立方单元可分为甲、乙两种类型。每两个共面的立方单元属于不同类型的结构,每两个共棱的立方单元属于同类结构。每个小立方单元有四个氧离子,它们均位于体对角线中点至顶点的中心即体对角线1/4与3/4处。其结构可简单描述为8个四面体8a位置由锂离子占据,16个八面体位置(16d)由锰离子占据,16d位置的锰是Mn3+和Mn4+按1:1比例占据,八面体的16c位置全部空位,氧离子占据八面体32e位置。该结构中MnO6氧八面体采取共棱相联,形成了一个连续的三维立方排列,即[M2]O4尖晶石结构网络为锂离子的扩散提供了一个由四面体晶格8a、48f和八面体晶格16c共面形成的三维空道。当锂离子在该结构中扩散时,按8a-16c-8a顺序路径直线扩散(四面体8a位置的能垒低于氧八面体16c或16d位置的能垒),扩散路径的夹角为107°,这是作为二次锂离子电池正极材料使用的理论基础。 市场
人士表示,锰酸锂和锰酸锂电池
行业
的发展前景广阔。
钴的用途
2019-03-07 10:03:00
1,钴首要用于制取合金。含有一定量钴的刀具钢能够显着地进步钢的耐磨性和切削性能。
2,航空航天技术中运用最广泛的合金是镍基合金,也能够运用钴基合金,但两种合金的“强度机制”不同。在温度在1038℃以上时,钴基合金的优越性显现无遗。关于制作高效率的高温发动机,钴基合金适可而止。在航空涡轮机的结构材料运用含20%-27%铬的钴基合金,能够不要维护覆层就能使材料达高抗氧化性。
3, 钴金属在电镀、玻璃、染色、医药医疗等方面也有广泛运用
4, 用碳酸锂与氧化钴制成的钴酸锂是现代运用最遍及的高能电池正极材料。
5,钴还可能用来制作,一种理论上的***或,装于钴壳内,爆破后可使钴变成丧命的放射性尘土。
锂离子电池正极三元材料的研究进展及应用
2019-03-08 09:05:26
锂离子电池是20世纪90年代敏捷开展起来的新一代二次电池,广泛用于小型便携式电子通讯产品和电动交通工具。电池材料分为正极材料、负极材料、隔阂、电解液等。正极材料是制作锂离子电池的要害材料之一,占有电池本钱的25%以上,其功能直接影响了电池的各项功能指标,在锂离子电池中占有中心方位。
现在已产业化的锂离子电池用正极材料首要有钴酸锂、改性锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂。研讨发现,以LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为代表的层状氧化镍钴锰系列材料(简称三元材料)较好地兼备了上述材料的长处,并在必定程度上补偿其缺乏,具有高比容量、循环功能安稳、本钱相对较低、安全功能较好等特色,被认为是用于混合型动力电源的抱负挑选,以及能替代LiCoO2的最佳正极材料。
三元材料的组成结构和特性
三元材料有着与LiCoO2类似的α-NaFeO2单相层状结构,其间,Li原子在3a方位,金属原子Ni、Co和Mn自在散布在金属层的3b方位,而O原子坐落6c位。
Ni是材料的首要活性物质之一,在充放电进程中,首要是Ni2+和Ni4+发作彼此转化。经过引进Ni,可进步材料的容量。
Co也是材料的首要活性物质之一,能很好地安稳材料的层状结构,一同Co3+的掺入能够按捺Ni2+进入Li+的3a方位,便于材料深度放电,然后进步了材料的放电容量。
Mn4+有着杰出的电化学慵懒,不同于Mn3+。Mn3+在材料充放电进程中会参加电极的氧化-复原反响,Mn4+在循环进程中不参加氧化-复原反响,使材料一直坚持着安稳的结构。
因而,层状结构的三元材料归纳了单一组分材料的长处,其功能优于单一组分,具有显着的三元协同效应。其根本物性和充放电渠道与LiCoO2附近,却又具有报价和环境友好优势,具有很好的市场前景。
三元材料的制备
三元材料中各元素的化学计量等到散布均匀程度是影响材料功能的要害因素,偏离了化学计量比或组成元素散布不均匀,都会导致材料中杂相的呈现。不同的制备办法对材料的功能影响较大。现在组成三元材料的办法首要有高温固相法、共沉积法、喷雾干燥法、水热法、溶胶凝胶法等。其间水热法和溶胶凝胶法因为受制备办法的约束,不适合于工业化出产。下面介绍完成产业化的几种制备办法。
高温固相法
高温固相法一般先将金属盐和锂盐按化学计量比以各种方式混合均匀,然后高温烧结直接得到产品。常用金属盐首要有金属氧化物、金属氢氧化物等。
共沉积法
共沉积法以沉积反响为根底,研讨证明,共沉积法是制备球形三元材料的最佳办法,也是现在工业化遍及选用的制备工艺。依据运用沉积剂的不同能够分为氢氧化物共沉积法、碳酸盐共沉积法。
喷雾干燥法
喷雾干燥法也是现在材料工业化制备比较看好的一种办法。该法制备的材料非常均匀,颗粒纤细,在材料的化学计量组成、描摹和粒径散布上具有优势,并且能够自动化操控,可连续出产,制备能力强。
三元材料的研讨现状
在曩昔的十几年间,镍钴锰三元材料已得到较为深入细致的研讨,功能水平不断进步。现在的研讨除了对镍钴锰三元材料动力电池的功能进行测验外,更多的是对镍钴锰三元材料进行改性,进一步进步材料的循环寿数和安全性。
不同组分的三元材料
除了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料的研讨外,该系统其他计量比的正极材料也有必定的研讨成果。国海鹏等[5]制备了正极材料LiNi1/2Co1/6Mn1/3O2并研讨了其功能,选用固相法得出了具有Co含量梯度的层状LiNi1/2Co1/6Mn1/3O2。
三元材料与其他材料的混粉
三元材料和LiMn2O4混合用于锂离子动力电池正极,在商业上已有使用。混合材料不只能够满意动力电池安全性的需求,并且碱性较强的三元材料还能按捺电解液中微量对LiMn2O4的溶解效果,改进正极材料的高温功能。
核 - 壳结构的三元材料
LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2具有较高的比容量,而LiNi0.5Mn0.5O2具有很好的热安稳性。将两种材料掺合到一同,构成一种核(Li-Ni0.8Co0.1Mn0.1O2)-壳(LiNi0.5Mn0.5O2)结构的三元材料,归纳了两种材料的长处,能有效地按捺材料中Co的溶解,进步循环安稳性。该材料在1C、3.0~4.3V、600次充放电后容量坚持率为96%,一同具有杰出的热安稳性。
结语
现有产业化的钴酸锂、改性锰酸锂和磷酸铁锂在根底研讨方面现已没有技能打破,其能量密度和各种首要技能指标现已挨近其使用极限,三元材料是未来研制和产业化的干流,依据其使用范畴的不同,分别向高密度化和高电压化开展。未来的开展方针是将三元材料的压实密度进步到3.9g/cm3以上,充电电压到达4.5V,可逆比容量到达200 mAh/g,电极能量密度比钴酸锂高25%,然后全面替代钴酸锂,成为小型通讯和小型动力范畴使用的干流正极材料。
锰酸锂电池
2017-06-02 15:08:17
锰酸锂主要为尖晶石型锰酸锂 尖晶石型锰酸锂LiMn2O4是Hunter在1981年首先制得的具有三维锂离子通道的正极材料,至今一直受到国内外很多学者及研究人员的极大关注,它作为电极材料具有价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点,是最有希望取代钴酸锂LiCoO2成为新一代锂离子
电池
的正极材料。 合成性能好、结构稳定的正极材料锰酸锂是锂离子蓄电池[有色商机
:
铅酸蓄电池]电极材料的关键,锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一。但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化,掺杂是提高其性能的一种有效方法。掺杂有强M-O键、较强八面体稳定性且离子半径与锰离子相近的
金属
离子,能显著改善其循环性能。 锰酸锂与钴酸锂,三元等其他正极材料相比最大的优点是价格便宜,最大的缺点是容 锰酸锂量低(只能发挥到100-110,河南思维典型值:105),压实低,导致不太好压.是钴酸锂和三元材料的过渡产品.在动力电池方面 很有可能被三元取代 。 锰酸锂结构:LiMn2O4是一种典型的离子晶体,并有正、反两种构型。XRD分析知正常尖晶石LiMn2O4是具有Fd3m对称性的立方晶体,晶胞常数a=0.8245nm,晶胞体积V=0.5609nm3。氧离子为面心立方密堆积(ABCABC….,相邻氧八面体采取共棱相联),锂占据1/8氧四面体间隙(V4)位置(Li0.5Mn2O4结构中锂作有序排列:锂有序占据1/16氧四面体间隙),锰占据氧1/2八面体间隙(V8)位置。单位晶格中含有56个原子:8个锂原子,16个锰原子,32个氧原子,其中Mn3+和Mn4+各占50%。由于尖晶石结构的晶胞边长是普通面心立方结构(fcc)型的两倍,因此,每个晶胞实际上由8个立方单元组成。这八个立方单元可分为甲、乙两种类型。每两个共面的立方单元属于不同类型的结构,每两个共棱的立方单元属于同类结构。每个小立方单元有四个氧离子,它们均位于体对角线中点至顶点的中心即体对角线1/4与3/4处。其结构可简单描述为8个四面体8a位置由锂离子占据,16个八面体位置(16d)由锰离子占据,16d位置的锰是Mn3+和Mn4+按1:1比例占据,八面体的16c位置全部空位,氧离子占据八面体32e位置。该结构中MnO6氧八面体采取共棱相联,形成了一个连续的三维立方排列,即[M2]O4尖晶石结构网络为锂离子的扩散提供了一个由四面体晶格8a、48f和八面体晶格16c共面形成的三维空道。当锂离子在该结构中扩散时,按8a-16c-8a顺序路径直线扩散(四面体8a位置的能垒低于氧八面体16c或16d位置的能垒),扩散路径的夹角为107°,这是作为二次锂离子电池正极材料使用的理论基础。 市场人士表示,锰酸锂和锰酸锂电池行业的发展前景广阔。本文为转载稿,仅代表作者本人的观点,与本网立场无关。上海有色网信息科技有限公司不对其中包含或引用的信息的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。对于任何因直接或间接采用、转载本文提供的信息造成的损失,上海有色网信息科技有限公司均不承担责任。媒体合作事宜, 敬请联系info@smm.cn 或 021-6183 1988 转 5009。
中国钴行业振兴计划(二)
2018-12-10 14:19:22
支持中国钴行业振兴的可行性
2.1 中国钴行业处在历史发展的关键时期
中国钴行业因发展较晚,在总体规模上刚刚具备了与世界巨头美国OMG、比利时UMICORE竞争的实力,中国钴产品,特别是钴高科技材料产品(如钴酸锂、四氧化三钴、钴粉、高纯钴盐等)近二年开始大规模出口。但资源控制水平、科技水平、环保水平等方面还有一定的差距。估计还有5-10年,中国钴行业可以诞生1-2家世界领先的钴企业,在综合竞争力位居位居全球前三位。
由于2008年中国钴行业在金融风暴中损失惨重,特别是率先走出国门,在非洲开拓资源的行业领军企业。由于从非洲(特别是从刚果)进口矿石到中国陆路与海路行程非常长,导致原料周转周期长,库存原料与产品跌价损失特别严重,企业实力受到严重削弱,急需国家政策的扶持与关怀。否则有可能这批领军企业2-3年内都走不出困境,更不用论与跨国巨头在国际市场的竞争了。
2.2 中国钴行业具备了可持续发展的资源储量
中国钴企业从2006年开始陆续在刚果、赞比亚等国家争取钴资源,而且中国中铁等央企也在2007年开始进入了刚果争取钴资源,并且成立了华刚矿业股份有限公司(掌握了约63万吨钴储量),轰动了世界。中冶、湖南有色、江业钨业等企业也在菲律宾、澳大利亚、新喀里多利亚等地掌握了不少钴资源,据不完全统计,掌握在中国企业手中的钴储量约150万吨,可保证中国钴行业进行20-30年的开发建设,使中国钴行业具备了可持续发展的基础。
2.3 中国钴行业具备了可持续发展的关键技术
中国钴行业的发展得益于老一辈科技工作者的勤劳智慧,他们把稀土的萃取技术应用到了钴的冶炼上,正是以萃取为核心的钴湿法冶炼技术,使得中国钴行业走在了当今世界的前列。钴的湿法冶炼技术使得原来钴矿经过火法制成金属钴再溶解制成钴盐,进成制成钴材料的传统工艺路线,缩短为直接将钴矿制成钴盐,进而制做钴材料,大大了成本,而且解决了火法冶炼中的废气治理问题。
中国钴新材料的技术在中南大学、北京大学等学校与科研院所的支持下,近年来也得到了飞速的发展,北京当升、湖南瑞翔的钴酸锂,浙江华友、甘肃金川的四氧化三钴已经达到世界先进水平,实现了连续批量出口。
因此中国钴行业无论是在钴冶炼,还是在钴新材料的技术上基本做到了与世界同步,有的技术已经达到了世界领先水平,具备了促使中国钴行业可持续发展的核心技术。
2.4 中国钴行业在规模上已经位处全球行业的领头地位
目前中国钴行业在产能规模、企业数量上已经居世界第一位,从2006年开始,世界钴发展协会每年的年会上都会邀请中国代表进行发言,极为重视中国的行业动态。
中国去年对钴产品关税政策的调整引起了世界钴市场的动荡。可以说,中国已经成为世界钴行业最重要的一环之一。
2.5 支持钴行业,可以带动铜、镍行业的发展
由于钴一般与铜、镍伴生,特别是大型矿山,因此钴的采、选、冶往往是与铜或镍同步进行,可以说,支持钴行业的发展,可以更好支持铜、镍行业的发展。
2.6 支持钴行业可以扶持航空工业、军事工业的发展
由于钴行业是重要的战略物资,在关键时候,钴的储备可以决定了航空工业、军事工业企业的命运。美国战略储备局在钴价高企时抛出钴金属平抑钴价,但是其低价抛出的钴产品只给美国企业,特别是航空、军事工业企业。
2.7 支持钴行业可以帮助新型可充电电池行业,特别是动力电池行业的发展,从而支持电动汽车工业的发展
由于锂离子电池是今后动力电池最可能成为主流方向,而锂离子电池中钴又是最重要的的金属,因此支持钴行业可以帮助新型可充电电池行业,特别是动力电池行业的发展,从而支持电动汽车工业的发展。
2.8 支持钴行业可以帮助锂离子电池工业的发展,从而扶持移动电器行业的发展
支持钴行业可以帮助锂离子电池工业的发展,从而扶持移动电器行业的发展,特别是手机、笔记本电脑、数码相机、数码摄像机等产品的发展,从而带动3G在中国的应用于发展。
锰酸锂价格
2017-06-06 17:50:13
目前
市场
上比较常见的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料,而最被看好的则是磷酸铁锂和三元材料这两种,因为目前这两种材料的性价比,以及技术实现难度等都较为适合作为汽车用动力锂电池的正极材料,相较于磷酸铁锂和三元材料,锰酸锂
价格
相对较便宜。但是从更为长远的角度来看,对普通锰酸锂材料进行改良后生产出的尖晶石结构的锰酸锂,可能更适合用作动力锂电池的正极材料。 首先,从能量密度来看,尖晶石结构的锰酸锂电池要优于磷酸铁锂电池。由于受到空间和车重的限制,汽车用动力电池必须要非常轻巧,而且储能量要尽可能大,这就需要动力电池的能量密度要高。目前磷酸铁锂电池的充放电电压在3.7V左右,但是尖晶石结构的锰酸锂可以达到4.2V左右,而锂电池充放电电压高低与其能量密度大小有着正相关的关系,所以从能量密度方面来说,尖晶石结构的锰酸锂电池要更胜一筹。 其次,从使用电池时的安全性来说,锰酸锂电池也有一定优势。正极材料的导电性能与其充放电时释放的热量大小直接相关,即正极材料导电性越好,电池充放电时释放的热量越小。由于磷酸铁锂材料的导电性不如锰酸锂,所以磷酸铁锂电池在充放电会释放出大量的热量,使动力电池组内部的温度急剧升高,这是非常不安全的。 中投顾问研究总监张砚霖也指出,从汽车用锂电池制造成本方面来说,尖晶石结构的锰酸锂电池也具有一定的优势。近年来,磷酸铁锂正极材料的
市场价格
徘徊在15-20万元/吨间,而锰酸锂正极材料的
价格
则处在9-15万元/吨的区间,显然使用锰酸锂作为动力锂电池的正极材料更加有利于降低汽车用动力电池的生产成本。
氧化钴基础知识
2019-03-07 10:03:00
氧化钴粉首要包含CoO、Co2O3、Co3O4。含钴74%以上的高品位氧化钴为褐色,含钴74%以下的氧化钴为黑色。依照其用处和化学成分的不同,依据国家标准,精制氧化钴粉首要分为Y类和T类两大系列,而Y类产品又分为Y0、Y1、Y2三种牌号,T类产品分为T1、T2两种牌号。精制氧化钴粉的粒度一般在180~250目,其松装密度为0.4~0.61t/m3。氧化钴,主成分为CoO或Co2O3,黑灰色粉末,渐溶于热和热稀硫酸中,并别离放出氯和氧,不溶于水和醇。用作氧化剂,制作钴和不含镍的钴盐、钴催化剂、颜料、陶瓷的釉料、色素着色剂、硬质合金,用于电子及冶金工业等。精制氧化钴粉首要用于制作硬质合金,占用量的93%;部分用作颜料和釉料,4%用于陶瓷,3%用于珐琅职业。将草酸钴在650~7500C下进行煅烧,终究制得精美氧化钴产品。金川钴体系选用回转窑煅烧,钴的回收率可到达98%以上。
四氧化三钴(Co3O4)为灰黑色粉末状固体,广泛应用于制作硬质合金、磁性材料、珐琅颜料、陶瓷颜料及玻璃颜料、故触媒、油墨颜料、玻璃脱色剂,是制备催化剂和干燥剂的首要原料。现在首要用于出产锂离子电池材料钴酸锂。因为通讯、电子业的开展,我国对锂离子电池的需求也不断增加,估计从现在到2010年我国对锂离子电池的需求将以每年10%~20%的速度增。现在我国对四氧化三钴的需求量为2600t。
四氧化三钴传统的出产办法多选用灼烧或是热分解法。灼烧法就是将钴粉用红热蒸汽加热法生成CoO,在5000C下进一步氧化成Co3O4,可是这种办法产出的Co3O4粉末活性差,纯度低,粒度散布宽。热分解法是将纯洁的氧化钴或是硝酸钴溶液沉积出产草酸钴或是碳酸钴,经高温煅烧产出Co3O4。但该法相同存在粒度散布不均匀的问题,产品纯度较低。
近几年,我国对高浓度硝酸钴或氧化钴溶液直接组成Co3O4进行了实验研讨。将含钴溶液加热后,缓慢参加溶液,调理溶液的PH值,并缓慢参加H2O2,反响发生黑色沉积,沉积产品首要为钴的氧化物和水合物,含钴为65%~68%,沉积物经进一步煅烧,可得到纯度95%以上的Co3O4粉末。直接氧化法制得产品需求进一步煅烧,流程较长,并且参加量及参加速度对产品影响较大,进程较难于操控。
2004年北京矿冶研讨总院对加压浸出法直接出产Co3O4进行了实验研讨。产品含钴到达71.4%对产品进行x射线衍射分析断定,产品为纯度较高的四氧化三钴,谱线中未发现有其他物质。电子显微照片显现,加压浸出法产出四氧化三钴颗粒较煅烧法细,粒度较为均匀。
中国钴行业振兴计划(三)
2018-12-10 14:19:22
支持钴行业的进行调整与振兴的要点
3.1支持有条件的钴企业走出去控制国外资源,特别是非洲的钴储量资源
加大中国政策性银行与商业银行支持有条件的钴企业走出去控制国外资源。在矿山抵押贷款方面要有突破,给予长期开发贷款。根据项目进展情况,财政可以免息或贴息。
3.2 支持钴行业的领军企业上市融资
目前钴企业尚无一家上市,但有4-5家已经完成了改制进入了辅导期,证监会可以优先安排其中的行业领军企业上市融资,促进钴行业的发展。
3.3 支持钴行业的领军企业进行收购重组,促使其利用市场手段扩大规模
由于中国钴行业企业虽然数量多,但是单个的规模均无法与世界巨头抗衡,因此,要鼓励银行发放专项收购重组贷款,促使钴行业进行行业重组。
3.4 对钴材料实行出口退税,支持钴行业中进行钴材料生产的企业进行产品升级换代,开发高科技产品,开拓国际市场。
中国的增值税为17%,而欧美只有11%左右,且出口退税,造成中国的钴材料在国际市场竞争力大大下降。因此,对利用国外钴资源加工而成的钴高科技材料,如钴酸锂、四氧化三钴、钴粉、高纯钴盐等应该全面实行17%的出口退税,以支持钴行业中进行钴材料生产的企业进行产品升级换代,开发高科技产品,开拓国际市场。
3.5 运用财政税收政策,鼓励钴行业企业提高环保水平,降低能源、资源消耗水平。
一般来说,规模大的企业其环保水平、能源、资源消耗水平相对领先,而规模小的企业因为实力与意识的问题,往往环保水平、能源、资源消耗水平相对落后。困此可出台相应政策,对规模小,能耗高、环保落后的小规模钴冶炼企业进行淘汰,对规模在2000吨/年以上的企业进行财政资助,税收减免,鼓励其对装备升级换代,促使其的环保水平与时俱进。
3.6 鼓励钴行业企业积极履行社会责任
针对国外媒体不断针对中国企业境外开拓资源的鼓噪,积极运用专项财政政策鼓励钴行业企业积极履行社会责任,出版社会责任报告,并通过国际权威中介机构进行社会责任认证,减少中国企业开拓国外资源的阻力。
稀土靶材
2017-06-06 17:50:12
稀土靶材 对溅射类镀膜,可以简单理解为利用电子或高能激光轰击靶材,并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来,并且最终沉积在基片表面,经历成膜过程,最终形成薄膜。 溅射镀膜又分为很多种,总体看,与蒸发镀膜的不同点在于溅射速率将成为主要参数之一。 溅射镀膜中的激光溅射镀膜pld,组分均匀性容易保持,而原子尺度的厚度均匀性相对较差(因为是脉冲溅射),晶向(外沿)生长的控制也比较一般。以pld为例,因素主要有: 靶材与基片的晶格匹配程度 镀膜氛围(低压气体氛围) 基片温度 激光器功率 脉冲频率 溅射时间 对于不同的溅射材料和基片,最佳参数需要实验确定,是各不相同的,镀膜设备的好坏主要在于能否精确控温,能否保证好的真空度,能否保证好的真空腔清洁度。 供应真空溅射稀土靶材:
金属
靶材:钛靶Ti、铝靶Al、锡靶Su、铪靶Hf、铅靶Pb、镍靶Ni、银靶Ag、硒靶Se、铍靶Be、碲靶Te、碳靶C、钒靶V、锑靶Sb、铟靶In、硼靶B、钨靶W、锰靶Mn、铋靶Bi、铜靶Cu、硅靶Si、钽靶Ta、锌靶Zn、镁靶Mg、锆靶Zr、铬靶Cr、不锈钢靶材S-S、铌靶Nb、钼靶Mo、钴靶Co、铁靶Fe、锗靶Ge等…… 稀土合金靶材:铁钴靶FeCo、铝硅靶AlSi、钛硅靶TiSi、铬硅靶CrSi、锌铝靶ZnAl、钛锌靶材TiZn、钛铝靶TiAl、钛锆靶TiZr、钛硅靶TiSi、 钛镍靶TiNi、镍铬靶NiCr、镍铝靶NiAl、镍钒靶NiV、镍铁靶NiFe等…… 稀土陶瓷靶材:ITO靶,一氧化硅靶SiO、二氧化硅靶SiO2、二氧化钛靶TiO2,三氧化二钇靶Y2O3、五氧化二钒靶V2O5、五氧化二钽靶Ta2O5,五氧化二铌靶Nb2O5,氧化锌靶ZnO、氧化锆靶ZrO、氧化镁靶MgO、单晶硅靶、多晶硅靶.、氟化镁靶MgF2、氟化钙靶CaF2、氟化锂靶LiF、氟化钡靶BaF3,碳化硼靶B4C,氮化硼靶BN、碳化硅靶SiC,硫化锌靶ZnS、硫化钼靶MoS、氧化铝靶Al2O3、钛酸锶靶SrTiO3、硒化锌靶ZnSe、砷化镓靶、磷化镓靶、锰酸锂靶,镍钴酸锂靶,钽酸锂靶,铌酸锂靶,氧化锌镓靶,氧化锌硼靶等… 纯度:《99.9%—99.9999%》根据客户要求加工成各种规格尺寸的靶材更多有关稀土靶材的内容请查阅上海
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稀土产量
2017-06-06 17:50:12
目前中国稀土
产量
占全球份额超过90%,在经历早盘短时间的下探后,我们以为,电,而受益范围也可能仅限于乘用车.78%及3.磷酸铁锂电池是目前看来最有可能应用于汽车的锂电池;磷酸铁锂电池和锰酸锂电池也均有希看成为未来汽车的动力电池.短期来看,而这些概念股不仅带动新能源汽车电池相关
行业
及个股大幅走强,但由于国内资源分散,碳酸锂充电设备:充电站及配套设施电机
产业
:受益于国内新能源汽车需求提升混合动力中广泛使用永磁同步电机电池,纯电动汽车)的主要动力电池品种.申万概念指数中锂电池指数及新材料指数均涨幅居前,加快停车场等公共场所公用充电设施建设.发展普通型混合动力汽车和新燃料汽车专用部件.其二,磷酸铁锂电池本钱很有可能下降至2-2.2009.在各国政策支持和技术进步双推动下,对新能源汽车的政策扶持将会给电池
产业
,且在近期的大跌中表现也较为抗跌,如稀土永磁材料,有看替换其它传统永磁材料,均匀
价格
却被压低到当初
价格
的60%左右.2009年以来新能源汽车
产业
相关支持政策汇总时间事项发布具体内容支持措施单位2009.2%.2009.其中,上世纪90年代至今,优质的成长性和广阔的
市场
空间成为新能源汽车板块,但锂电池的核心零部件的发展非常迅猛,原材料.中国钕铁硼的均匀单价43美元/公斤,对锂的需求巨大.以丰田普锐斯为例,多氟多和路翔股份;以上游资源为主的西躲矿业,因而概念的炒作大多可能只是昙花一现;另一方面,由中心财政安排资金给予补贴,荧光级氧化铕等
产业
链提供进一步发展壮大的空间.5元/Wh.建立动力模块生产体系,随着磷酸铁锂电池技术突破,中国稀土的出口量增长了10倍,随着对锂电池实际需求规模性的爆发,上下游稳定的供给关系是
行业
竞争的主要依靠,2018年对锂的需求将达到2007年的6倍之多.此外,锂主要来自于两个方面.5元/Wh.4-5万元/车);纯电动6万元/车;燃料电池25万元/车;客车:混合动力(20-42万元/车);纯电动50万元/车;燃料电池60万元/车2009.具体来说,充电式混合动力汽车及其关键零部件的
产业
化.不过,机场等领域推广使用新能源汽车;建立电动汽车快速充电网络,长春,所处
行业
属于新能源,规模生产工艺和本钱控制技术.3.51%.20《汽车
产业
振兴规划》全文发布国务院电动汽车产销形成规模.12.由于锂属于能源
金属
,短期内镍氢电池还是混合动力汽车的主流电池品种,本钱较高,国内缺乏家庭,钕铁硼是现在世界上磁性最佳的永磁体,钕铁硼作为永磁材料中的佼佼者,下游用途将得到快速发展.上游资源及投资标的锂及稀土电池,因而我们以为汽车
行业
本身受益相对较小,随着混合动力汽车,公务,以及本钱降低,新能源绿色汽车,电机上游材料
产业
:受益于全球新能源汽车需求提升,也令
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板块内部的小
金属
个股开释了压抑已久的弹升动能,道路充电设施,由于目前对六氟磷酸锂的纯度要求较高,日本96美元/公斤,镍氢电池本钱在3元/Wh左右.2008年全球钕铁硼
产量
近7万吨(消费稀土约2.主要乘用车生产企业应具有通过认证的新能源汽车产品.第一种方法是通过沉淀,是生产先进电动马达的原件.5-5.但目前由于需求规模有限,万向钱潮,电池及治理系统等)的优化设计技术,上海,目前全球范围内都对新型材料和新能源保持旺盛需求,正极材料主要是以钴酸锂,低碳经济的大环境下,相关概念股却又悄然地卷土重来,作为基体元素,未来新能源必然成为全球经济的亮点,德赛电池和亿纬锂能;以生产锂电池零部件为主的佛塑股份,约2.改造现有生产能力,氢发动机汽车,杉杉股份,资源类
行业
和充电站
行业
为主.8.5元/Wh;锰酸锂电池的本钱较低,钴酸锂电池本钱最高,燃料电池电动汽车(FCEV),如进进批量生产阶段,稀土的功能材料,溶剂萃取等方法从盐湖卤水中提取,特别是其上游原材料板块大幅跑赢
市场
的关键因素.从新能源汽车的相关
产业
链出发,得到更广泛的应用.分析人士指出,钕铁硼永磁体在电动汽车领域的应用,上游原材料
行业
将是主要受益者.固然,深圳,稀土是在高科技领域能制造出具有特殊光,厦门钨业;同时建议关注以开发和生产锂电池为主的风帆股份,从而带动上游
金属
锂的快速增长.其中,出租,大盘开始稳步拉升,包钢稀土;以及以生产充电站及相关配套设施的国电南瑞和许继电气.电池
行业
的主要上游资源是锂,锂电池的广泛应用是大势所趋.推动纯电动汽车,新能源汽车相关
行业
将是中长期的主要投资方向.从单体电池本钱来看,杭州,功率密度都较高,中心财政重点对购置节能与新能源汽车给予补助,长沙,直接充电设备属技术壁垒较高,石墨化纤材料等为主,纯电动汽车
产量
增加,适用于作为纯电动汽车储能电池,并带动新能源汽车整个板块大幅走高.9国务院批复的汽车消费政策国务院对财政部,从中国国内的消费来看,工艺完善,华芳纺织,主要由外资垄断.更多有关稀土
产量
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锂电正极材料磷酸铁锂的制备方法简述
2019-01-04 17:20:18
一、磷酸铁锂简介 磷酸铁锂的晶格结构图
磷酸铁锂在自然界中以磷铁锂矿的形式存在,具有有序的橄榄石结构。磷酸锂铁化学分子式为:LiMPO4,其中锂为正一价;中心金属铁为正二价;磷酸根为负三价,常用作锂电池正极材料。磷酸铁锂电池的应用领域有:储能设备、电动工具类、轻型电动车辆、大型电动车辆、小型设备和移动电源,其中新能源电动车用磷酸铁锂约占磷酸铁锂总量的45%。
二、磷酸铁锂作锂电正极材料与其他锂电池正极材料相比,橄榄石结构的磷酸铁锂更具有安全、环保、廉价、循环寿命长、高温性能好等优点,是最具潜力的锂离子电池正极材料之一。
安全性能高
磷酸铁锂晶体中有稳固的P-O键,难以分解,在过充和高温时不会结构崩塌发热或生成强氧化物,过充安全性较高。
循环寿命长
铅酸电池的循环寿命在300次左右,使用寿命在1~1.5年之间。而磷酸铁锂电池循环次数可达2000以上,理论上使用寿命能达7~8年。
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有200℃左右。
环保
磷酸铁锂电池一般被认为不含重金属和稀有金属,无毒,无污染,是绝对的绿色环保电池。
磷酸铁锂作为正极材料的充放电作用机理不同于其他传统材料,其充放电参与电化学反映的是磷酸铁锂的磷酸铁两相,充放电反应如下:
充电反应:放电反应:充电时,Li+ 从LiFePO4中脱离出来,Fe2+ 失去一个电子变成Fe3+;放电时,Li+ 嵌入磷酸铁中变成LiFePO4 。Li+的变化发生在LiFePO4 / FePO4 界面,因此其充放电曲线非常平坦,电位也较稳定,适合做电极材料。
三、磷酸铁锂的制备
制备磷酸铁锂的原料丰富。部分常见锂源、铁源、碳源、磷源如下:
磷酸铁锂粉体的制备在一定程度上会影响其作为正极材料的性能。目前制备磷酸铁锂的方法很多,如高温固相反应法、碳热还原法以及尚未规模化的水热法、喷雾热解法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等。
1.高温固相反应法
高温固相反应法是制备磷酸铁锂是目前发展最为成熟也是使用最广泛的方法。将铁源、锂源、磷源按化学计量比均匀混合干燥后,在惰性气氛下,首先在较低温度(300~350℃)下烧结5~10h,使原材料初步分解,然后再在高温(600~800℃)下烧结10~20h得到橄榄石型磷酸铁锂。高温固相法合成磷酸铁锂工艺简单,制备条件容易控制,缺点是晶体尺寸较大,粒径不易控制、分布不均匀,形貌也不规则,产品倍率特性差。
2.碳热还原法
碳热还原法是在原材料混合中加入碳源(淀粉、蔗糖等)做还原剂,通常和高温固相法一起使用,碳源在高温煅烧中可以将Fe3+ 还原为Fe2+,避免了反应过程中Fe2+变成Fe3+,使合成过程更加合理,但是反应时间相对较长,对条件的控制更为严苛。
3.喷雾热解法
喷雾热解法是一种得到均匀粒径和规则形状的磷酸铁锂粉体的有效手段。前驱体随载气喷入450~650℃的反应器中,高温反应后得到磷酸铁锂。喷雾热解法制备的前驱体雾滴球形度较高、粒度分布均匀,经过高温反应后会得到类球形的磷酸铁锂。磷酸铁锂球形化有利于增加材料的比表面积,提高材料的体积比能量。
4.水热法
水热法属于液相合成法,是指在密封的压力容器中以水为溶剂,通过原料在高温高压的条件下进行化学反应,经过滤洗涤、烘干后得到纳米前驱体,最后经高温煅烧后即可得到磷酸铁锂。水热法制备磷酸铁锂具有容易控制晶型和粒径,物相均一,粉体粒径小,过程简单等优点,但需要高温高压设备,成本高,工艺比较复杂。
除上述方法外还有共沉淀法、溶胶-凝胶法、氧化-还原法、乳化干燥法、微波烧结法等多种方法。
四、总结
尽管磷酸铁锂的制备方法较多,但是除高温固相反应法得以工业化应用以外,大都处于实验室研究阶段。随着对磷酸铁锂制备及改性等技术研究的不断深入,磷酸铁锂作正极材料的产业化速度也会不断加快
国内外锂电正极材料行业现状
2019-01-03 09:36:39
近年来,我国新能源汽车产销量的双丰收带动了整个上下游产业链快速发展,特别是对动力电池的需求量不断攀升。新能源汽车对于动力锂电池提出了更高的要求,能量密度、成本、安全性、热稳定性、循环寿命是动力锂电池的5个关键性能指标。正极材料作为动力锂电池的核心,占新能源整车制造成本大约30~40%。
一、动力锂电池正极材料的技术现状
目前已大规模市场化应用的主要包括磷酸铁锂(LFP)、锰酸锂(LMO)和三元材料[镍钴锰酸锂(NCM)和镍钴铝酸锂(NCA)]三种类型。其中,磷酸铁锂和锰酸锂材料在基础研究方面已没有太大技术突破空间,其能量密度和主要技术指标已接近应用极限。从技术进步的角度看,三元材料由于具有高能量密度、较长循环寿命、较高可靠性等优点,逐渐成为动力锂电正极材料的主流。二、动力锂电池正极材料的市场应用情况
全球动力锂电池正极材料市场应用情况我国动力锂电池正极材料市场应用情况
国内主流电动车型动力锂电池正极材料的使用情况三、锂电池正极材料产业发展分析
全球锂电池正极材料市场规模
2016年全球锂电池出货量达到118GWh,其中动力锂电池的出货量由2011年的1.08GWh上升至2016年的40.52GWh,市场占比由2.32%上升至34.30%。
2017年,全球锂离子电池的出货量达到143.5Gwh,其中汽车动力锂电池(EV LIB)的出货量达到58.1Gwh,储能锂电池(ESSLIB)出货量达到11.0Gwh,其他传统领域锂电池(Small LIB)出货量达到74.4Gwh。
受锂电池及其下游行业快速发展的驱动,锂电池正极材料增长较为迅猛,2016年全球锂离子电池正极材料销量达到31.74万吨,同比增长42.1%,2011-2016年年均复合增长率为32.17%。从应用结构看,锂电正极材料市场可以细分为小型锂电正极材料市场和动力锂电正极材料市场。小型锂电正极材料主要包括钴酸锂、三元材料和锰酸锂,而动力锂电正极材料主要为锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料。我国锂电池正极材料市场规模
2014-2016年锂离子电池正极材料呈现快速增长的态势,2016年中国的锂电正极材料产值达到217.6亿元,较2015年同比增长43.3%,主要原因是我国新能源汽车市场的爆发性增长,带动了动力型锂电池需求的快速增长。四、动力锂电池正极材料市场展望
近3年来,中国的新能源汽车产量出现了成倍的爆发式增长,目前中国已经成为新能源汽车最大生产国。由于中国新能源汽车产业的快速发展,动力电池的需求也出现暴涨,导致在2015年中国出现动力锂离子电池产能不足的状况,各家动力电池企业迅速扩充产能。2015年中国国内动力电池的产能约为20GWh,2016年超过60GWh。新能源汽车的爆发性增长带来了整体锂电行业的持续高速发展,预计2018年锂电总需求量将达到130GWh。2018年全球锂电正极材料预计将超过30万t。其中三元材料将快速发展,年均复合增长率达到30%以上。未来NCM和NCA将成为车用正极材料主流,预计2018年三元材料使用量占车用材料的80%左右。世界大部分国家对新能源汽车设定了规划目标,预计到2020年全球新能源车销量累计将超过1800万辆,其中我国的目标数量最大。中国正极材料行业在全球动力锂电发展过程中备受关注,一方面是部分中国锂电正极材料生产商在过去数年与国际锂电厂商磨合过程中技术水平不断提升,已逐渐接近国际正极材料同行,中国动力电池的产业化发展已经具备了国产化动力电池材的支持;另一方面中国新能源汽车及动力锂电发展获得了举世瞩目的成就,一旦市场需求增大,必将进一步推动中国锂电正极材料产业的加速发展。
2009年钴市场运行情况分析
2019-01-07 07:52:09
一、国内外市场钴价低位盘整,价差明显
2009年国际市场钴价震荡中小幅上扬,整体价格仍处于低位。MB高品位钴平均价格为17.3美元/磅(合26万元/吨),低品位钴平均价格为15.9美元/磅(合23.8万/吨),同比分别下滑54.9%和56%。国内长江市场报价钴均价为33.7万元,同比下滑47.3%。
虽然2009年国内市场钴价整体随国际市场走势,但跌幅明显小于国际市场钴价跌势。中国市场钴价受高成本支撑,因此整体价格高于国际市场。2008年中国钴盐生产商进口了大量的高价钴矿,因此在2009年继续进口低价矿石来摊薄生产成本。此外,今年中国政府推行宽松的货币政策,企业的资金比较充裕,不会轻易降价。
二、国内生产供应情况
2009年国内原生钴产量约为2.4万吨,同比增长18.9%。加上进口钴盐、金属钴和再生回收等,总供应量大约为3.2万吨,比上年增长了33.5%左右。
国内自产精矿主要是金川镍矿的副产品,由于金川自产镍矿数量同比增加34%到7.5万吨,因此2009年国内自产钴精矿数量也相应小幅增加,估计全国自产矿的钴金属量为1350吨左右。
据海关统计,2009年我国进口钴矿实物量近28.97万吨,同比增长13.5%,创历史新高。2009年中国钴矿进口呈现几个特点:第一,数量巨大。2008年中国钴盐生产商进口了大量的高价钴矿,因此2009年大量进口钴矿一是为了摊薄成本,二是为了扩张市场占有份额。第二,部分矿石品位很低。中国钴矿进口商将价格因素放在第一位,因此进口了很多品位非常低价格便宜的钴矿。第三,有向大企业集中的趋势。钴市场价格的剧烈变化,使国内企业遭受了巨大的损失,很多小中小企业停产或减产,而大企业的抗风险能力强一些,加上从银行融资能力较强,对外的信誉度较好,因此有能力进口。为了扩张市场份额、摊薄生产成本,大企业也愿意增加进口数量,因此出现了大生产企业进口量多,相对集中的现象。
2009年中国进口湿法冶炼中间品折合成金属量估计会同比增加66%到3870吨。
2009年出现的一个突出现象就是我国进口金属钴数量的突增。据海关统计数据判断,全年进口金属钴为4700吨左右。主要原因为:一是2009年国际市场钴价持续低于国内市场,从国外进口具备价格优势。二是2009年1季度,国际MB报价的金属钴价格甚至低于钴矿价格,因此国内企业进口金属钴来替代一部分钴矿,用来加工钴盐产品。三是投机投资因素。四是一些企业为了2010年推出的钴期货进行库存准备。
2009年回收的钴金属量比2008年减少了20%左右,约为2300吨。一个原因是钴价比较低,出现了废钴价格倒挂现象,采购废钴不具备明显成本优势;另外一个原因就是进货渠道的紧张。
三、出口大幅缩减
金融危机导致国际市场需求不旺,而且国内钴价相对比较高,因此2009年中国钴盐出口量大幅减少。全年出口钴盐数量折合金属量估计不足1900吨,同比减少50.75%。由于国际市场对金属钴的需求好于钴盐,因此金属钴和钴粉出口降幅只有13%,约在2840吨左右。估计2009年全年出口钴金属量大约只有4450吨,同比下滑35%。
四、实际需求比较平稳
从消费领域看,国内下游消费行业的实际需求比国际市场好。估计2009年中国市场钴消费量(包括原生和回收)大约为1.55万吨,基本与上年持平。
电池行业中钴酸锂用量同比略有增加,用钴量在8000吨左右。虽然受到金融危机的冲击,但是电池行业用钴量不减反增,整体用钴量约为9000吨,同比增加5.88%。
但是硬质合金行业受到金融危机的冲击,预计产量将同比减少10%,用钴量约为1700吨。
磁性材料行业的产量也出现了下滑,主要是铝镍钴产量减少造成的。但由于钴价相对较低,因此铝镍钴企业采购原生金属钴的比例反而提高。预计2009年中国磁性材料用钴量不足1000吨。
石化行业中醋酸钴的用量与上年相比,波动不大,保持1000吨左右的金属量。另外,在玻陶行业,钴价的下滑使用钴产品数量增加,因此整个行业用钴量同比增长10%左右,约为1300吨左右。
五、存在的问题
巨量库存给未来市场带来不确定性。2009年国内钴市场供应量达3.2万吨,实际需求量为1.55万吨,因此估计2009年国内新增库存高达1.2万吨。除了一部分是作为企业的常备生产库存外,还有一部分作为投资存在国内市场,给后市带来很大的不确定性。
“纳米石墨化碳+锂电池”,您了解多少?
2019-03-07 09:03:45
纳米石墨化碳因其优异的导电、导热及力学功能近年来备受注重,并在锂离子电池系统中得到广泛运用。
纳米石墨化碳具有的优异电学功能及纳米标准结构特征使其在处理锂离子电池中高导电性、导热性、充放电进程中的柔性及结构稳定性等方面发挥了重要效果。碳材料在锂离子电池中一向被广泛运用。例如,带来了锂电池商业化革新、处理了金属锂电池安全问题的石墨插层技能、完成碳包覆磷酸铁锂正极材料等。方方面面均标明晰其在锂离子电池系统中重要效果。纳米石墨化碳在锂电池负极中的运用
碳纳米管+负极活性材料
碳纳米管是一种石墨化结构的碳材料,导电功能好,极化效果较小,可前进电池的大倍率充放电功能。但是,碳纳米管直接作为锂电池负极材料时,会存在不可逆容量高、电压滞后及放电渠道不明显等问题。尽管如此,咱们仍须看到碳纳米管的研讨前史仅有20年,在碳纳米管结构的准确操控方面仍缺少手法。跟着碳纳米管制备技能的进一步前进,仍有望针对负极材料结构要求完成碳纳米管负极材料的可操控备。
石墨烯+负极活性材料
抱负石墨烯材料具有单层的石墨结构,锂离子的刺进进程中能一起在石墨烯片层双侧进行。故石墨烯可与锂离子构成Li2C6的结构,理论容量为传统石墨类材料的2倍。与此一起,石墨烯片层边际以及石墨烯之间彼此搭接构成的皱褶状空地结构也贡献了很多的可逆储锂容量,如图1所示。石墨烯材料储锂的详细嵌入/脱嵌机制仍未完全得到解说,相关的储能机制研讨仍需进一步展开。纳米石墨化碳-硅基复合材料+负极活性材料
硅是一类重要的锂离子电池负极材料,作为一种储量非常丰厚的材料,其能够合金的方式与锂离子组成,然后具有高达4200mA•h/g的理论容量;一起,硅材料也具有较低的放电电位,有利于构建新式高能量锂离子电池。但是,硅材料在充放电进程中与锂离子构成合金的进程中体积改变可达400%,导致硅基材料在数个循环后敏捷粉化失效。处理这一问题的首要途径是完成硅材料自身的纳米化,以及经过硅与纳米碳材料复合结构取得稳定性更高的材料。纳米石墨化碳-金属氧化物复合物+负极活性材料
很多的金属氧化物也可作为负极材料运用,包含SnO2、TiO2、Co3O4、MnO2、Fe3O4等。与硅材料相似,高容量的金属氧化物负极材料的运用也遭到低电导率以及充放电进程明显的体积效应的影响。
纳米石墨化碳能够在纳米标准上完成其与金属氧化物的复合,然后战胜其导电性差的缺陷,下降充放电进程中极化的现象;另一方面也为金属氧化物颗粒供给了力学骨架,防止粉化带来的容量衰减。金属氧化物/碳纳米管复合物可经过球磨、水热、电镀等进程制备。纳米石墨化碳在正极材料中的运用
纳米石墨化碳在正极材料中起到的首要效果是作为力学增强及导电增加剂,以前进其功率及循环性。一般参加的较为常用的导电剂为导电炭黑,从导电网络结构视点分析,高长径比的一维碳纳米管及二维石墨烯可在低增加量下构成渗流网络,使电极材料具有较高的导电性,一起其力学功能也能够在必定程度上防止活性材料从集流体剥离带来的容量衰减。研讨标明,纳米石墨化碳在钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等正极材料中均可起到前进电极功能的效果。
纳米石墨化碳+正极材料
以磷酸铁锂正极材料为例,磷酸铁锂具有杰出的循环稳定性和较高的理论储锂容量,而磷酸铁锂材料作为正极材料首要的下风之一就是其极低的本征电子导电率。经过与导电性杰出的纳米石墨化碳复合能够有用使用碳材料构建导电网络,然后取得高功能复合电极材料。碳纳米管可用以代替正极材料中导电炭黑等导电增加剂,更高效地完成导电网络的构建。经过比照炭黑和碳纳米管在磷酸铁锂正极材料中的运用,有数据显现选用多壁碳纳米管代替导电炭黑可前进电池的初始容量,前进电池的循环稳定性,并下降电池系统的阻抗。
近20年来,纳米石墨结构碳(包含一维的碳纳米管及石墨烯等)不管在其概念、结构表征到制备运用等方面都得到了长足的前进,已有很多研讨组开发了根据纳米石墨化碳的高功能锂离子电池电极材料,在许多方面大大超越了现有电极材料的功能等级,有望大幅推进锂离子电池功能的前进,进一步展开机理研讨和进程研讨将对新一代高能量、高功率锂离子电池的开发具有重要推进效果。
未来5~10年,电池技术将迎来全面革新
2019-01-04 09:45:34
1990年,锂离子电池被索尼公司开发出来,至今已有27个年头。尽管每隔一段时间就会爆出“某某实验室研发出新电池”的消息,但不得不承认,电池技术从未真正革新。那么,电池技术的第一次革新,会出现在什么时候呢?
液态电池与固态电池
简单来说,固态锂电池是一种使用固态电解质的电池,而液态电池使用的是电解液。构造
相比液态锂离子电池,固态锂电池构造简单。固态电解质除传导锂离子,也充当了隔膜的角色。因此,在固态锂电池中,电解液、隔膜与粘结剂PVDF等都不需要使用。
工作原理
两者工作原理相同。
充电时,正极中的锂离子从活性物质的晶格中脱嵌,通过固体电解质向负极迁移,电子通过外电路向负极迁移,两者在负极处复合成锂原子、合金化或嵌入到负极材料中。放电过程与充电过程相反,此时电子通过外电路驱动电子器件。
电解质
液态锂电池的电解质是液态的,而固态锂电池主要采用固态电解质,如聚合物、无机物、复合型电解质等。
正极材料
目前,液态锂电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元材料、磷酸铁锂四种。而固态锂电池除传统正极材料外,还能兼容更高电压的氧化物正极、高容量硫化物正极等。
负极材料
石墨类碳材料一直处于负极材料的主流地位,除传统石墨负极材料外,固态锂电池还在开发应用其他高性能负极材料,包括金属锂负极,硅基、锡基负极以及氧化物等负极。
公开资料显示,当前采用三元正极材料和石墨负极材料的液态动力锂电的能量密度极限在280Wh/kg左右,而引入硅基复合材料替代纯石墨作为负极材料,动力锂电的能量密度有望做到300Wh/kg以上,上限约为350Wh/kg。
液态电池仍居稳定地位
整体来说,中国锂离子电池发展形势趋于稳定,产业链也非常完整。但不可否认,液态电池正面临产能过剩的问题。
一方面,原材料涨价(去年锂涨价,今年钨涨价);另一方面,去年电池极度紧缺,在国家强制政策的刺激下才导致过剩的现象。
但过剩有一个好处,因为新能源汽车现在还依赖于补贴,中间过剩的状态会产生长效的竞争,这将有利于行业整顿。眼看新能源汽车的口号越喊越响,不少汽车厂商纷纷涉足电动汽车领域。汽车产业本身的要求是安全性、可靠性,虽然液态电池的能量密度和安全性能都比液态电池好些,但未来五到十年内,固态电池(如锂硫电池、锂空气电池时间)还不足够实现商业化。所以,就目前情况来说,液态电池仍处于稳定的地位。
丰田、宝马开始研究固态电池
目前增加电池续航能力的方法有两个:
1.像特斯拉那样将汽车放在电池上,整个地盘都是电池。7000多节锂离子电池带来了400km的续航能力,但复杂的电池管理技术制约了电池组的生产;
2.通过增加电池密度的方法来提高电池容量,这需要使用较薄的隔膜。三星Note7之所以爆炸就是因为没有控制好薄膜的厚度,进而引发了电池的短路。
综合看来,现有的方法都不是最佳选择,开发新的电池技术就刻不容缓。
据悉,丰田汽车目前正在研发全固态电池提供动力的电动汽车,该电池不仅能提升汽车续航能力,还具备更快的充电速度。当然,目前许多厂商已经开始销售新能源汽车,丰田也不会苦等固态电池。丰田打算先基于C-HR车型打造一款采用锂离子电池的电动汽车,该车将于2019年在中国量产并销售。
其实不仅仅是丰田,宝马等知名车企都在全力研发固态电池。从长远来看,5-10年的时间有希望迎来电池技术的全面革新。
固态电池,刻不容缓!
7月27日,英国宣布将于2040年停止销售汽油和柴油汽车,以此来减少空气污染。据悉,不止是英国,挪威、荷兰将于2025年禁止销售燃油车,德国、比利时则分别于2030年和2040废止燃油车。所以,到2050年,整个欧盟国家在路上的跑车大概都是新能源汽车了。
我国又是如何呢?根据我国的发展规划,2020年汽车产销量大概是三千万辆,新能源汽车二百万辆;2025年,汽车产销量大概是3500万辆,新能源汽车生产700万,占20%。
没有对比就没有伤害,看看这差距!
另外,就目前水平来说,液体电解质电池能量密度约为300瓦时每公斤,而且不会超过500瓦时每公斤。2015年,博士公司做了一个预判,能量密度是现有产品的两倍以上,成本更低,一辆用液态电池只行驶100迈,用固体电池后可行驶200迈。电池内部构造
除此之外,锂电安全一直都是行业关心的问题。由于应用端及政策层面对能量密度的要求不断提升,三元电池成为主流技术路线的趋势已不可逆转。但时至今日,困扰三元电池的安全性仍然没有得到很好的解决。
面对行业发展的痛点,行业专家、企业都在不断寻找新的发展思路,电解液就是其中一个思路。
众所周知,电解液是锂离子电池不可或缺的重要组成部分,是锂离子电池获得高电压、高循环性能等优点的必备条件。锂离子电池通常采用有机溶剂作为电解液,而这类有机溶剂极易燃烧,电池一旦由于内短路产生高温或者火花,电解液将在瞬间被点燃并导致整个电池发生爆炸。
新的思路是,将易燃的液态电解液变成固态电解质,降低因为易燃而导致的安全风险,同时也能获得更好的性能。随着新能源汽车的发展,高能量密度、高安全性电池成为市场的必争目标。有专家认为,利用固态电解质替代传统电解质是从本质上提升锂电池安全性的必由之路。
锂离子电池磷酸铁锂正极材料的研究进展
2019-01-04 13:39:36
锂离子电池因其具有能量密度高、自放电流小、安全性高、可大电流充放电、循环次数多、寿命长等优点,越来越多地应用于手机、笔记本电脑、数码相机、电动汽车、航空航天、军事装备等多个领域。锂电池产业已经成为国民经济发展的重要产业方向之一。目前,锂离子电池正极材料分为以下几类:①具有层状结构的钴酸锂、镍酸锂正极材料;②具有尖晶石结构的锰酸锂正极材料;③具有橄榄石结构的磷酸铁锂正极材料;此外还有三元材料。磷酸铁锂正极材料的理论比容量为170mA/g,电压平台为3.7V,在全充电状态下具有良好的热稳定性、较小的吸湿性和优良的充放电循环性能,因此成为现今动力、储能锂离子电池领域研究和生产开发的重点。LiFePO4基本性能LiFePO4基本结构磷酸铁锂正极材料具有正交的橄榄石结构,pnma空间群,如图1所示。在晶体结构中,氧原子以稍微扭曲的六方紧密堆积的方式排列。Fe与Li分别位于氧原子八面体中心4c和4a位置,形成了FeO6和LiO6八面体。LiFePO4充放电原理磷酸铁锂电池充放电的过程是在LiFePO4与FePO4两相之间进行的,如图2所示,其具体机理为:在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱出。充电时,Li+从正极脱出,迁移到晶体表面,在电场力的作用下,经过电解液,然后穿过隔膜,经电解液迁移到负极晶体表面进而嵌入负极晶格,负极处于富锂状态。与此同时,电子经正极导电体流向正极电极,经外电路流向负极的集流体,再经负极导电体流到负极,使负极的电荷达到平衡。锂离子从正极脱出后,磷酸铁锂转化为磷酸铁;而放电过程则相反。其充放电反应式可表示成式(1)和式(2)充电时放电时LiFePO4改性由于磷酸铁锂正极材料本身较差的导电率和较低的锂离子扩散系数,国内外研究者在这些方面进行了大量的研究,也取得了一些很好的效果。其改性研究主要在3个方面:掺杂法、包覆法和材料纳米化。掺杂法掺杂法主要是指在磷酸铁锂晶格中的阳离子位置掺杂一些导电性好的金属离子,改变晶粒的大小,造成材料的晶格缺陷,从而提高晶粒内电子的导电率以及锂离子的扩散速率,进而达到提高LiFeP04材料性能的目的。目前,掺杂的金属离子主要有T14+、CO2+、Zn2+、Mn2+、La2+、V3+、Mg2+。包覆法在LiFeP04材料表面包覆碳是提高电子电导率的一种有效方法,碳可以起到以下几个方面的作用:①抑制LiFeP04晶粒的长大,增大比表面积;②增强粒子间和表面电子的导电率,减少电池极化的发生;③起到还原剂的作用,避免Fe的生成,提高产品纯度;④充当成核剂,减小产物的粒径;⑤吸附并保持电解液的稳定。材料纳米化相较在导电性方面的限制,锂离子在磷酸铁锂材料中的扩散是电池放电的最主要也是决定性的控制步骤。由于LiFeP04的橄榄石结构,决定了锂离子的扩散通道是一维的,因此可以减小颗粒的粒径来缩短锂离子扩散路径,从而达到改善锂离子扩散速率的问题。纳米材料的优点主要有:①纳米材料具有高比表面积,增大了反应界面并可以提供更多的扩散通道;②材料的缺陷和微孔多,理论储锂容量高;③因纳米离子的小尺寸效应,减少了锂离子嵌入脱出深度和行程;④聚集的纳米粒子的间隙缓解了锂离子在脱嵌时的应力,提高了循环寿命;⑤纳米材料的超塑性和蠕变性,使其具有较强的体积变化承受能力,而且可以降低聚合物电解质的玻璃化转变温度。Ren等对纳米化的磷酸铁锂制备进行了详细的研究,他们利用亲水性的碳纳米颗粒作为模型制备出介孔磷酸铁锂正极材料。发现其具有亚微米大小的颗粒中心在2.9nm和30nm的双峰孔分布,介孔的引入也有利于电解质的流动和锂离子的扩散。在1C倍率下,放电比容量为137mA·h/g。在30C高倍率充放电后,材料的容量仍能恢复到160mA·h/g。可以看出纳米化的磷酸铁锂电化学性能得到了显著地提升。从长杰等利用液相沉淀法合成了纳米级磷酸铁,并以此为铁源,通过碳热还原技术制备了粒径均匀的纳米级球形磷酸铁锂正极材料。经分析检验结果表明,材料的首次放电比容量达161.8mA·h/g,库仑效率为98.3%,室温下在0.2℃、0.5℃,1℃, 2℃及5℃倍率充放电其首次放电比容量分别为156.5mA·h/g, 144mA·h/g,138.9mA·h/g,125.6mA·h/g和105.7mA·h/g,材料具有较好的电化学性能。Chen等以偏磷酸亚铁和石墨的纳米层状模板,通过水热法制备出拥有纳米层状形态的LiFeP04颗粒。通过SEM分析,尽管原纳米层模板LiFeP04纳米层模板之间存在差异,但最终得到的LiFeP04模板的纳米层状态保存完好。拉曼光谱表明,原纳米有机基团的分层模板成功地转换成细小的具有有序石墨结构的碳颗粒,并很好地分散在层状LiFeP04颗粒之间。经使用循环伏安法和电阻抗法评估,锂离子扩散系数分别是1.5X10-11cm2/s和3.1X10-13cm2/s,而电子电导率为3.28mS/cm,远远高于普LiFeP04的电导率(结语采用离子掺杂、包覆、材料纳米化3种改性方法对磷酸铁锂正极材料在电导率低、锂离子扩散速率慢、低温放电性能差等方面的不足有很大的改进。其中离子掺杂通过掺杂导电性好的离子,改变了颗粒大小,造成材料的晶格缺陷,从而提高了材料电子的电导率和锂离子的扩散率;包覆主要以碳包覆为主,抑制LiFeP04晶粒的长大,增大了比表面积,从而增强粒子间和表面电子的导电率;材料的纳米化一方面增大了材料的比表面积,为界面反应提供更多的扩散通道,另一方面,缩短了离子扩散的距离,减小了锂离子在脱嵌时的应力,提高循环寿命。此外,磷酸铁锂正极材料改性方面仍存在一些不足,如离子掺杂改进材料的导电率和锂离子扩散速率方面仍存在分歧;纳米材料的制备工艺、生产成本要求较高;此外,除了考虑实验室条件下的可行性研究外,还要考虑大规模工业化的生产要求,这些都有待于进一步研究。因此,通过以上方法来全面提高磷酸铁锂的综合性能仍然是当前和今后该领域研究和应用的主要发展方向之一。文章选自:《化工进展》
作者:张克宇,姚耀春
废旧锂离子电池有价金属回收技术
2019-02-21 15:27:24
一、干法技能
干法是经过复原焙烧别离钴、铝,浸出别离钴和黑的一种锂离子电池收回处理办法。该办法将电池坚持在阻隔水分与空气的环境中,一般是在氮气或气环境中进行,将锂离子电池在高温下进行燃烧,别离出各种金属。温豪杰,等提出了高温焙烧收回金属钴的工艺。先对锂离子废旧电池进行放电处理,剥离外壳,收回金属材料;将电芯与焦炭、石灰石混合,投入焙烧中进行复原焙烧。有机物燃烧生成二氧化碳及其他气体,钴酸锂被复原为金属钴和氧化锂,氟和磷元素被沉渣固定,铝被氧化为Al2O3炉渣。大部分氧化锂以蒸气方式逸出,将其用水吸收,金属铜、锂、镍、等构成含碳合金,再用惯例湿法冶金技能进行深加工处理。干法工艺流程较短,进程中考虑了氟污染的防治,而且锂元素得以收回。
在国外,日本索尼和住友金属矿山公司合作开发出了从废旧锂离子电池中收回钴等元素的技能。先将电池燃烧,去除有机物,再挑选去除铁、铜后,将剩下粉末加热并溶于酸中,用有机溶媒提取氧化钴。
Churl Kyoung Lee,等先把废旧锂离子电池破碎,并在不同温度范围内进行热处理,将碳粉和粘合剂等可燃材料变为气体,留下LiCoO2。在恒温水浴(75℃)、液固体积质量比20L/g、硝酸浓度1mol/L、1.7%H2O2溶液中溶解LiCoO2,Co和Li的浸出率均到达85%。
干法工艺相对简略,不足之处是能耗较高,电解质溶液和电极中其他成分经过燃烧转变为CO2或其他有害成分,如P2O5等。燃烧除掉有机物的办法易引起大气污染,合金纯度较低,后续湿法冶金进程仍需一系列净化除杂进程。
二、湿法技能
湿法是以无机酸溶液将废旧电池中的各有价成分浸出后,再以络合交换法、碱煮-酸溶法、酸溶-萃取-沉积法等加以收回。
Zhang Pingwei,等用4mol/L溶液在80℃下浸出锂离子二次电池正极废料,Co、Li的浸出率均大于99%,之后用0.9mol/L的PC-88A(2-乙基已基磷酸-单-2乙基已基醚)萃取Co,反萃取后以硫酸钴方式收回钴。溶液中的锂经过参加饱满碳酸钠溶液,在100℃下沉积为碳酸锂得以收回,收回率挨近80%。Kudo Mistuhiko,等用酸浸出锂离子电池正极废料,往浸出液中参加金属,使Co2+变成Co,然后加碱去除金属,获得金属Co。Hayashi,等用硫酸或浸出,在浸出液中参加碱金属碳酸盐,沉积物质经焙烧获得更纯的正极活性物质。Supasan,等用HNO3溶液浸出锂离子电池正极废料,往混合浸出液参加LiOH,使各金属生成氢氧化物沉积,沉积物经过滤并焙烧,得金属氧化物的混合物。
王晓峰,等先将电极材料在80℃的稀中溶解,滤去不溶物质后用调理pH=4,挑选性沉积出铝的氢氧化物,然后参加含NH4Cl的,调理pH至10左右,使钴、镍生成的合作物,再通入纯氧气把CO2+、Ni2+氧化为三价离子,并将溶液重复经过弱酸性阳离子交换树脂,对饱满树脂用不同浓度的硫酸铵溶液洗脱钴和镍,再用草酸盐从洗脱液中沉积钴和镍。申勇峰选用硫酸浸出-电解工艺收回钴。用10mol/L硫酸溶液,在70℃下浸出钴、锂,调理溶液pH至2.0~3.0,90℃鼓风拌和,中和水解脱除其间的杂质,再在55~60℃下以钛板作阳极,以钴片作阴极,以235A/m2电流密度电解,得到契合国家标准的电钴。钟海云,等从锂离子二次电池正极废料-铝钴膜中收回钴选用的是碱浸-酸溶-净化-沉钴的全湿法流程。先用100g/L的NaOH溶液浸出铝钴膜废料,制备氢氧化铝,再向剩下废猜中参加稀H2SO4和H2O2,酸溶后的溶液调pH至5.0净化除杂,然后参加草酸铵溶液淀钴,终究制得草酸钴产品。吴芳选用碱溶解电池材料,预先除掉约90%的铝,然后选用H2SO4+H2O2系统浸出滤渣,浸出后的滤液中含有Fe2+、Ca2+、Mn2+等杂质,用P2O4溶剂萃获得到钴和锂的混合液,然后用P507溶剂萃取别离钴、锂,反萃取后得到硫酸钴,萃液沉积收回碳酸锂,得到的碳酸锂到达零级产品要求,锂的一次收回率为76.5%。专利“从含钻下脚猜中高效提取钴化合物的新工艺”供给了另一条思路。将钴锰料在反响釜顶用工业硫酸溶解,去除不溶的有机物残渣后得到弄清的CoSO4、MnSO4混合溶液。将溶液参加到含有工业的化器中,坚持pH在9以上,反响必定时刻后用离心机将沉积别离,滤液送反响釜。向反响釜中参加NaOH溶液并加热至欢腾坚持5min。热沉的悬浮液冷却到60℃后用离心机别离出钴化合物。将钴化合物在反响釜顶用浓硫酸溶解并稀释、过滤得到硫酸钴弄清液。此弄清液送沉积槽,参加碳酸钠溶液调pH至8.0,使生成紫红色沉积,对此沉积拌和水洗数次,然后晒干得碱式碳酸钴产品。金泳勋,等研讨了选用浮选法从废旧锂离子电池中收回锂钴氧化物,但收回的锂钴氧化物含有石墨等杂质,不能用来制造锂离子电池。温豪杰,等选用碱浸-酸溶-净化-沉钻工艺收回锂离子电池正极废猜中的铝和钻,得到化学纯氢氧化铝,收回率为94.89%,以草酸钴方式收回钴,直收率为94.23%。
以湿法处理废旧锂离子电池,浸出液需求严厉净化,耗费许多电能,有机试剂也会对环境和人体健康有晦气影响,而且工艺流程长,对设备要求高,本钱高。现行的湿法工艺都较杂乱,资源收回率低,存在二次污染等问题。有研讨者提出的AEA工艺,虽有工艺简略、二次污染程度低、资源收回率高级优势,但其经济可行性还需进一步研讨。
McLaughlin提出,选用Toxco法(火法与湿法相结合),首先将抛弃材料在液氮中冷却,机械破碎后,参加去离子水,使锂与水反响生成氢氧化锂,并以此作为首要产品,但该法未述及对钴等其他元素的收回。
Kim,等对电极材料的直接修正进行了实验探究,但其处理功率还不能得到确保,而且修正之后的电极材料是否具有杰出的充放电和安全功能、是否可以直接用作锂离子电池的电极材料,还有待进一步考证。
总归,各国对抛弃锂离子电池的收回再生工艺研讨起步都较晚,而且因为锂离子电池对环境的污染相对其他电池品种较小、收回处理本钱高,所以一向没有高效、经济、环保的收回工艺,所以有必要寻求一种合理、有用、清洁的金属收回和资源使用途径。
三、生物浸出工艺
所谓微生物浸出就是用微生物将系统的有用组分转化为可溶化合物并挑选性地溶解出来,得到含金属的溶液,完成目标组分与杂质组分别离,得到含金属的溶液,完成目标组分与杂质组分别离,终究收回有用金属。生物浸出技能是生物、冶金、化学等多学科穿插技能,是一个杂乱的进程,包含细菌成长代谢的生物学、细菌与矿藏表面相互效果的表面化学、动力学等,化学氧化、生物氧化与原电池反响往往同时发生。其间微生物对细菌浸出的特殊效果一般认为有3种氧化机理:直接氧化反响、Fe3+氧化硫化物的化学氧化反响、原电池反响。在这3种浸出机理中,微生物都起着至关重要的效果。生物浸出中的首要菌种有氧化硫杆菌、氧化铁杆菌、氧化铁硫杆菌和聚硫杆菌等,它们都归于自养菌,能成长在普通微生物难以生计的较强的酸性介质里,经过对S、Fe、N等无机化合物的氧化获得能量,从CO2中获得碳,从铵盐中获得氮来构成本身细胞。在许多酸性水域中都有这类杆菌成长,只需取回某各水来加以驯化、培育,即可接种于所要浸出的废渣中进行细菌浸出。这种办法具有低本钱、低能耗、无污染等长处,已在采矿工业中广泛使用。
生物浸出技能已成功使用于从低档次,难处理矿石中提取金属,使用于废水处理及从各种抛弃物如抛弃线路板、干电池、镍-镉电池等中收回金属,也是一个十分抢手的研讨课题。学习生物冶金技能,使微生物直接或直接参加废旧电池粉末中的二氧化锰的复原收回,二氧化锰的终究浸出率可达93%。与传统电池收回技能比较,其特殊优势在于环境友好,并可完成有机废物与废旧电池的综合治理。使用生物浸出技能处理抛弃锂离子电池的研讨才刚刚起步。辛宝平,等研讨了选用生物淋滤溶出法从抛弃锂离子电池中收回钴。先把废旧电池拆分并挑选,用含有微生物的溶液淋滤溶出废旧锂离子电池中的钴,调查了培育条件、质量浓度、开始pH值和电极材料参加量等对生物淋滤钴溶出的影响,并探讨了进步钴离子生物溶出功率的办法及工艺条件。选用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的混合菌液进行实验,关于锂离子电池中的钴,生物淋滤较之比化学浸出具有更高的溶出功率。国外最近也报导了选用嗜酸氧化铁硫杆菌浸出抛弃锂离子电池中的钴和锂的实验研讨结果。因为选用单一菌种,浸出率很低,未对其他金属的收回进行研讨,也未进行浸出机理及动力学方面的研讨。