文档介绍：磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展
蒋华锋
二0一0年五月
Huafeng Chiang
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第一部分
第二部分
第三部分
磷酸铁锂的产业化现状
工艺路线的发展探讨
磷酸铁锂产业的发展探讨
内容概要
Huafeng Chiang
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典型厂家
铁锂材料生产商
生产厂家
技术路线
产品特性
综合评估
A123systems
草酸亚铁
高倍率
★★★★☆
STL
较高容量和倍率
★★★☆
PULEAD
高平台
★★★☆
GX-TECH
较高容量和倍率
★★★☆
ZN
较高容量和倍率
★★★☆
VALENCE
氧化铁红
稳定性好,易加工
★★★☆
FPG-CY
稳定性好,易加工
★★★☆
Phostech
磷酸铁
易加工;高倍率
★★★★
DATUNG
高容量和高倍率
★★★★
Aleees
高容量
★★★★
Huafeng Chiang
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厂家总结
工艺路线
(铁源选择)
原材料成本
(元/吨)
生产设备投资
(万元)
路线瓶颈
草酸亚铁
53500(42200)
700
成本略高,品质不易
稳定控制。
氧化铁红1(V系)
55000
450
容量不理想,产品性
价比偏低。
氧化铁红2(复合)
40000
400
产业化经验需要摸索
磷酸铁
58500
400
现阶段原材料成本过
高,比例超过50%。
Huafeng Chiang
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路线比较
以年产300吨为例:
Huafeng Chiang
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简要分析
(1)草酸亚铁路线仍然是目前最主流的合成路线,但设备依存度较高,生
产周期比较长,形貌调控问题是该路线的难点,导致稳定性不理想。
(2)氧化铁工艺路线比较成熟,产业化基础强,稳定性好,但V系路线的
市场竞争力较弱,在成熟市场会面临挑战;复合路线在成本和性能做
了很好的兼顾,成本方面也有较大优势。
(3)磷酸铁路线成本比较高,仅磷酸铁一项就达到原材料成本的50%以
上,必须大幅削减成本,才能让其优质的电性能和市场价格相匹配。
技术路线不统一,说明目前的磷酸铁锂市场仍然不成熟,预示整个产业还处于“从有到优”的竞争阶
段,稳定性是现阶段的重点,V系工艺会有较好的表现,在下一个阶段”从优到廉“的发展过程中,复
合路线和磷酸铁将成为发展的主流,毕竟“稳定性,加工性,电特性”才是符合动力电池产业发展的
主流特征。
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铁源追溯
草酸亚铁
氧化铁红
磷酸铁
硫酸亚铁
磷酸
草酸
氢氧化钠
氢氧化钠
双氧水
双氧水
氨水
还原铁粉
工业硫酸
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磷源追溯
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锂源追溯
电池级碳酸锂制备工艺:
(1)用盐酸中和氢氧化锂至一定pH值,然后加入草酸铵和氯化钡除去钙和硫
酸根离子。
(2)然后用氢氧化锂条件调节一定pH值,加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离
子,在弱碱性条件下除去铁离子。
(3)为了提高锂的回收率,加入碳酸铵沉锂;
(4)通入CO2将碳酸锂进一步氢化;
(5)通过离子交换树脂深度除去钙、镁离子,然后将LiHCO3溶液加热结晶得
%电池级碳酸锂。
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原材料小结
磷源合成离不开工业磷酸,锂源都是由氢氧化锂作为中间产物。
合成磷酸铁锂的基础原料可简单分为3种:
(1)工业磷酸;
(2)硫酸亚铁;
(3)氢氧化锂;
归根到底,固相法和溶液法所用的原料完全相同,不同的工艺路线
只是原材料的不同排列组合而已;很显然物质利用率越高的搭配组合可
以实现较低的原材料成本。