我国锂资源开发的生产工艺现状
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硫酸法生产碳酸锂工业代码摘要:一、背景与意义二、硫酸法生产碳酸锂的原理三、硫酸法生产碳酸锂的工艺流程四、硫酸法生产碳酸锂的优缺点五、我国在该领域的现状与展望正文:一、背景与意义随着新能源产业的快速发展,特别是电动汽车和储能领域的广泛应用,碳酸锂市场需求持续旺盛。
硫酸法生产碳酸锂作为一种重要的生产方法,具有较高的经济价值和环保意义。
本文将详细介绍硫酸法生产碳酸锂的原理、工艺流程以及优缺点,并探讨我国在该领域的现状与展望。
二、硫酸法生产碳酸锂的原理硫酸法生产碳酸锂主要利用硫酸锂与碳酸钠反应生成碳酸锂的原理。
首先将含锂矿石粉碎、混合、溶解,得到硫酸锂溶液。
然后将硫酸锂溶液与碳酸钠溶液混合,通过过滤、洗涤、干燥等步骤,得到碳酸锂产品。
三、硫酸法生产碳酸锂的工艺流程1.含锂矿石的粉碎与混合:将含锂矿石进行粉碎,使其达到一定的细度,然后与适量的硫酸混合均匀。
2.硫酸锂溶液的制备:将混合物加入水中,搅拌均匀,得到硫酸锂溶液。
3.碳酸钠溶液的制备:将碳酸钠溶解在水中,得到碳酸钠溶液。
4.反应与分离:将硫酸锂溶液与碳酸钠溶液混合,充分搅拌,使硫酸锂与碳酸钠发生反应,生成碳酸锂沉淀。
5.过滤、洗涤与干燥:将反应混合物进行过滤,得到碳酸锂沉淀。
将沉淀物洗涤干净,然后进行干燥,得到碳酸锂产品。
6.产品质量检测与分级:对碳酸锂产品进行质量检测,根据不同品质要求进行分级。
四、硫酸法生产碳酸锂的优缺点优点:1.原料成本较低,利用含锂矿石资源丰富。
2.生产工艺相对简单,易于实现自动化控制。
3.产品纯度较高,有利于后续深加工。
缺点:1.生产过程中产生一定量的硫酸钠废水,环保处理成本较高。
2.对含锂矿石的品质要求较高,部分低品位矿石难以利用。
3.设备腐蚀较严重,影响设备使用寿命。
五、我国在该领域的现状与展望近年来,我国硫酸法生产碳酸锂技术取得了显著进展,产业规模不断扩大。
然而,在面对国际市场激烈竞争的背景下,我国仍需加强以下方面:1.提高生产效率,降低生产成本。
2024年锂辉石市场发展现状引言锂辉石是一种重要的锂资源,在锂离子电池等领域具有广泛应用。
随着全球能源转型和电动汽车市场的快速发展,对锂辉石的需求不断增加。
本文将从锂辉石产量、市场规模、发展趋势等方面分析当前锂辉石市场的现状。
锂辉石产量目前,全球锂辉石的主要产地包括澳大利亚、智利、阿根廷、中国等。
澳大利亚是全球最大的锂辉石生产国,其产量占全球总产量的30%左右。
智利和阿根廷也是重要的锂辉石产地,其产量分别占全球总产量的20%和15%左右。
中国的锂辉石产量较小,约占全球总产量的5%。
锂辉石市场规模随着电动汽车销量的增加,全球锂辉石市场规模持续扩大。
根据市场研究数据显示,2019年全球锂辉石市场规模达到XX亿美元,并预计未来几年将保持较快的增长速度。
尤其是亚太地区,由于电动汽车行业的蓬勃发展,该地区的锂辉石市场规模呈现出快速增长的势头。
锂辉石市场供需格局当前,全球锂辉石市场的供需格局相对紧张。
随着电动汽车市场的快速扩张,对锂辉石的需求超过了供应。
尤其是高品质的锂辉石资源供应短缺,导致成本上升。
同时,锂辉石市场存在一些竞争激烈的厂商,如阿尔伯马(Albemarle)、SQM和Tianqi等。
这些公司在全球范围内掌握着大部分的锂辉石资源,形成了市场的垄断格局。
锂辉石市场发展趋势未来,锂辉石市场仍将保持快速的发展势头。
首先,电动汽车市场的持续增长将带动锂辉石需求的增加。
其次,能源存储领域对于锂辉石的需求也在逐渐增加。
再者,新能源政策的推动和国内锂辉石资源的挖掘将为锂辉石市场的发展提供更多机遇。
此外,科技创新和新的提取技术的应用也将促进锂辉石市场的进一步发展。
结论综上所述,锂辉石市场在全球范围内呈现出快速发展的趋势。
随着电动汽车市场的快速扩张和能源存储需求的增加,对锂辉石的需求将继续增加。
同时,市场供应相对紧张,竞争格局较为激烈。
未来,锂辉石市场将继续受到技术创新和政策推动的影响,呈现出更大的发展潜力。
2024年硫酸锂市场分析现状简介硫酸锂是一种重要的化工原料,在电池、陶瓷、催化剂等领域有广泛应用。
本文将对硫酸锂市场的现状进行分析,包括市场规模、市场份额、市场竞争等方面,以帮助读者了解硫酸锂行业的发展趋势。
市场规模目前,全球硫酸锂市场规模正在快速增长。
根据行业数据,从2015年到2020年,全球硫酸锂市场规模年均增长率达到了10%左右。
预计到2025年,硫酸锂市场规模将超过100亿美元。
市场份额目前,全球硫酸锂市场的份额主要由几家大型企业掌握。
其中,国际上知名的化工企业A公司占据了硫酸锂市场的30%份额,成为全球最大的硫酸锂生产商。
另外,B公司和C公司分别占据20%和15%的市场份额。
其他地区的厂商共同占据了25%的市场份额。
市场竞争在硫酸锂市场上,竞争非常激烈。
由于市场规模的不断扩大,越来越多的企业进入这一领域,导致市场竞争加剧。
不仅国内企业参与竞争,国际上的化工巨头也在积极布局。
在市场竞争中,技术实力和产品质量是企业竞争的关键因素。
为了提升竞争力,企业不断增加研发投入,开发出更高效、更环保的生产工艺和设备。
此外,更加注重产品的创新和品质提升,以满足不同客户的需求。
市场趋势随着全球新能源领域的快速发展,硫酸锂市场也将迎来更多的机遇和挑战。
未来几年,随着电动汽车的普及,电池需求将进一步增长,这将直接推动硫酸锂市场的发展。
此外,新能源领域的不断创新和政府对可再生能源的推动也将为硫酸锂市场提供更多机遇。
然而,市场竞争的加剧也是硫酸锂行业面临的一大挑战。
企业需要加强研发能力,提高产品质量,同时降低生产成本,以在激烈的市场竞争中取得优势。
结论综上所述,硫酸锂市场规模不断扩大,市场份额集中在少数大型企业手中。
市场竞争激烈,技术实力和产品质量是企业竞争的关键。
在未来几年,随着新能源领域的快速发展,硫酸锂市场有望迎来更多机遇。
然而,市场竞争加剧也是硫酸锂行业面临的一大挑战。
企业需要不断提升竞争力,以在市场竞争中取得优势。
满分答案1、✗电子信息制造业能耗强度虽仅相当于我国全部工业能耗平均水平的5.36%,低于发达国家。
2、✗首个硅炭负极材料领域国家标准《硅炭》(GB/T38823-2020)于2020年6月正式发布,有待正式实施。
3、✔低钴乃至无钴逐渐成为主流。
4、✔大众是首家直接投资中国动力电池制造商的外资车企。
5、✗项目投资出现新动向。
以新能源汽车为主要市场的动力电池项目明显增多。
6、✔从进出口贸易来看,锂离子电池进出口进一步的分化,贸易顺差持续高速增长。
7、✔多家企业锂离子电池产品获中国船级社型式认证,多条大型电动游船相继投入使用。
8、✔一般来说,动力锂电池的容量低于50%就不适合在用作电动车电池了,但可回收改造在储能系统再次利用。
9、✔储能电池对电池的寿命要求极高,对便携性要求较低。
10、✗动力电池主要应用在手机、笔记本电脑、数码相机等消费产品上,容量较低,重量极轻,相对来说寿命也较短。
二、单选题(每题4 分,共10 题,总分40 分)11、未来我国是(D)产能主体,产能预计占全球产能60%,同时我国也是全球最主要的需求市场。
A、钠电池B、容量电池C、碱性电池D、动力电池12、《麻省理工科技评论》更是将(B)列入2021“十大突破性技术”。
A、果冻电池B、锂金属电池C、刀片电池D、弹匣电池13、(D)材料的理论比容量可达4200mAh/g,是石墨的10倍,对锂离子电池能量密度的提升至关重要。
A、低钴B、无钴C、高镍D、硅基负极14、(D)保持领先优势,2020年实现动力电池装机量31.8GWh,占我国动力电池装机量市场比重为48.1%。
A、比亚迪B、中航锂电C、瑞普能源D、宁德时代15、我国锂离子电池产业结构表现为(A)锂离子电池成为增长主力。
A、动力型B、消费型C、储能能D、其他类16、我国锂离子电池产业发展的省区市格局悄然生变。
(D)领先优势继续收窄,江苏省坐稳第二位。
A、北京B、上海C、浙江省D、广东省17、电动自行车渗透率稳步提升。
2023年锂电池极片行业市场分析现状锂电池极片是锂电池的核心元件之一,是将阳极和阴极材料与导电剂混合后,通过涂覆、干燥、压片等工艺制作而成的薄片状材料。
锂电池极片主要用于锂离子电池中,广泛应用于移动通信、电动汽车、储能系统等领域。
当前,全球锂电池市场规模不断扩大,市场需求旺盛。
根据咨询公司Yole Développement的预测,到2025年,全球锂离子电池市场规模将达到2500亿美元。
随着新能源汽车市场的快速发展以及国家对环保能源技术的大力支持,锂电池行业将迎来更好的发展机遇。
在市场需求的推动下,锂电池极片行业也呈现出快速发展的态势。
目前,全球锂电池极片行业竞争激烈,主要集中在亚洲地区,中国、日本、韩国等地是全球锂电池极片的主要生产国家。
中国作为全球最大的锂电池极片生产国,市场规模庞大,具有明显的竞争优势。
市场分析现状方面,锂电池极片行业存在以下特点:1. 市场需求不断增加:随着新能源汽车市场的快速发展以及政府对新能源汽车的大力支持,锂电池极片的市场需求不断增加。
此外,移动通信、储能系统等领域的兴起也对锂电池极片市场提供了更多的需求。
2. 技术创新不断推进:为了满足市场需求,锂电池极片行业不断进行技术创新。
目前,随着新材料、新工艺的引入,锂电池极片的能量密度、循环寿命等性能得到了显著提升。
3. 产业链整合加速:为了提高市场竞争力,锂电池极片企业加快了与上下游企业的合作,形成了完整的产业链。
有些锂电池极片企业还通过并购、合资等方式扩大规模,提高市场份额。
4. 市场竞争加剧:随着市场规模的不断扩大,锂电池极片行业的竞争也日益激烈。
企业之间在产品质量、成本控制、技术创新等方面展开竞争,以争夺更多的市场份额。
5. 绿色环保成为关注焦点:随着环保意识的增强,绿色环保成为锂电池极片行业发展的重要关键。
企业在生产过程中,需要注重节能减排、资源回收利用等方面,以提升产品的环保性能。
总结来说,锂电池极片行业市场潜力巨大,具有良好的发展前景。
锂电池负极材料生产现状锂电池的原材料方面问题,一直都是锂厂家们非常关心的一个问题。
锂电池生产厂家和大家谈谈关于锂电池的负极材料问题,有兴趣了解这方面问题的朋友可以看一下这篇文章,如果我们拿负极材料和正极材料来比的话,负极材料占锂电池成本比重变会显得较低,并且目前负极材料国内已经实现产业化,其主要的生产厂家有深圳贝特瑞、上海杉杉、长沙海容等,这些都是大型的个业,基本能够满足国内市场的需求。
深圳贝特瑞公司可能很多人对它都有所了解了,它是中国宝安(000009)控股55%的子公司,并且是国内锂电碳负极材料标准制定者。
其碳负极材料产能是6000吨/年,价格为6万元/吨左右,市场占有率高达80%,居全球第二。
客户包括松下、日立、三星、TCL、比亚迪等130多家厂商。
2008年,贝特瑞收购了天津铁诚公司,使其碳负极材料成本下降30%。
不过锂电池生产厂家们了解到贝特瑞宣传资料显示,具有磷酸铁锂正极材料1500吨/年的产能。
而据其销售部门透露,目前贝特瑞的磷酸铁锂正极材料实际产能为800吨/年,产量只有40多吨/年,主要给大型电池厂商实验供货,如天津力神、江苏双登等。
其产品价格比天津斯特兰贵,达到18万-20万元/吨。
据了解,其毛利率在60%以上。
据华普锂电池生产厂家了解到的加一个问题是中国宝安控股75%的天骄公司也从事正极材料的生产。
该公司主营钴镍锰酸锂三元正极材料,目前产量为800吨/年左右,销量650吨左右,2009年计划产能1400吨/年,增长来自于通讯电子类、笔记本等下产品中对传统高成本的钴酸锂的替代。
杉杉股份公司可以说是贝特瑞的个巨大的竞争对手.我们都知道杉杉股份是在1999年开始涉足电池负极材料时采用CMS(中间相炭微球)技术,之后为降低成本转用人工石墨和天然石墨,此后,因为电池循环放电次数不高,又回到了CMS的技术上。
目前,杉杉股份的CMS 价格每吨在10万元以上,年产能为1200吨。
锂电池生产厂家了解到目前杉杉股份的锂电池材料销售收入已达9.9亿元,占总收入比重超过40%。
锂离子电池正极材料磷酸铁锂研究现状一、本文概述随着全球对可持续能源需求的日益增长,锂离子电池作为一种高效、环保的能源储存系统,已经在便携式电子设备、电动汽车、储能电站等领域得到了广泛应用。
而磷酸铁锂(LiFePO4)作为锂离子电池的正极材料,因其高安全性、长寿命、环保性等优点,正逐渐受到业界的广泛关注。
本文旨在综述磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料的研究现状,包括其化学性质、合成方法、改性研究、应用前景等方面,以期为磷酸铁锂材料的研究和发展提供有益的参考和启示。
文章首先介绍了磷酸铁锂的基本化学性质,包括其晶体结构、电化学性能等。
然后,综述了磷酸铁锂的合成方法,包括固相法、液相法、溶胶-凝胶法等,并对比了各种方法的优缺点。
接着,文章重点讨论了磷酸铁锂的改性研究,包括表面包覆、离子掺杂、纳米化等手段,以提高其电化学性能。
文章还探讨了磷酸铁锂在锂离子电池领域的应用前景,包括其在小型电池、动力电池、储能电池等方面的应用。
通过本文的综述,我们期望能够为读者提供一个全面、深入的磷酸铁锂正极材料研究现状的了解,同时也希望能够为磷酸铁锂材料的进一步研究和应用提供有益的借鉴和指导。
二、磷酸铁锂的基本性质磷酸铁锂,化学式为LiFePO4,是一种广泛应用于锂离子电池的正极材料。
它具有独特的橄榄石型晶体结构,这种结构使得磷酸铁锂在充放电过程中具有较高的稳定性。
磷酸铁锂的理论比容量为170mAh/g,虽然相对于其他正极材料如硅酸铁锂(LFP)和三元材料(NCA/NMC)较低,但其实际比容量仍然可以达到150mAh/g左右,足以满足大部分应用需求。
磷酸铁锂具有极高的安全性。
其橄榄石结构中的PO43-离子形成了一个三维网络,这个网络有效地隔离了锂离子和电子,从而防止了电池在充放电过程中的热失控现象。
同时,磷酸铁锂的高温稳定性和良好的机械强度也使得它成为一种理想的电池材料。
除了安全性和稳定性,磷酸铁锂还具有优良的循环性能。
在多次充放电过程中,其晶体结构能够保持相对稳定,使得电池的容量衰减较慢。
国内伟晶岩型锂辉石矿山现状及开发前景报告人:新疆有色冶金设计研究院有限公司张韧副总经理近年来,随着我国新能源汽车及锂相关产业的快速发展,有力的促进了锂产业规模的不断扩大。
锂盐需求强劲,但国内锂辉石精矿的供应绝大部分为国外生产商所控制。
目前国内企业为应对这个局面,也在通过兼并重组等各种形式积极投入到对锂辉石矿山的开发之中。
今天借这个机会,给大家介绍一下我国伟晶岩型锂辉石矿山的现状及开发前景。
1、锂辉石矿简介锂矿床可分为五种类型,即:伟晶岩矿床、卤水矿床、海水矿床、气成热液矿床和堆积矿床。
目前国内开采的基本是伟晶岩矿床和卤水矿床。
锂矿物主要有锂辉石、透锂长石和锂云母。
目前国内主要利用的锂矿物是锂辉石。
锂辉石,化学式为:LiAl(SiO3)2,其主要金属氧化物为Li2O。
属单斜晶系晶体,一般呈柱状,也有粒状和板状。
颜色有灰白、灰绿、紫色和黄色。
玻璃光泽,半透明到不透明。
硬度为6.5-7。
密度为3.03-3.22g/cm3。
2、我国锂工业的摇篮-可可托海说到我国的锂辉石矿山,就绕不开新疆可可托海。
可可托海,哈语意为“绿色的丛林”。
上世纪30年代,前苏联地质学家在额尔其斯河下游淤泥中发现了稀有金属,1935年发现了可可托海稀有金属矿床,1941年对三号矿脉进行了勘察和开采,采出的矿石全部运回苏联。
1950年至1954年,可可托海由中苏合营,1955年1月1日我国收回了矿山管理权。
根据《新疆可可托海3号脉露天采矿场闭坑地质报告》,累计探明锂矿石储量371.71万t,氧化物总量49496.53t。
矿山从1951年中苏合营后即开始了地下开采,当时主要开采绿柱石。
1957年转入露天开采,锂辉石主要采用手选。
1961年7月1日处理能力50t/d的88-59选矿厂投产,标志着我国正式进入锂辉石机选时代。
1976年10月建成处理能力750t/d选矿厂(八七选厂),其中锂辉石选矿系列初期处理能力250t/d,经过几番改造,后期达到500t/d,锂辉石选矿回收率达到83%。
扎布耶盐湖位于青海省海西蒙古族藏族自治州,是我国最大的硼盐矿区,同时也是我国最重要的碱性锂盐湖之一。
随着全球对清洁能源的需求不断增长,锂资源的开发和利用已成为矿产资源开发的热点之一。
针对扎布耶盐湖的锂资源开发,探讨共伴生矿产资源的化利用方案尤为重要。
本文将围绕扎布耶盐湖的锂资源开发情况和共生矿产资源的化利用展开讨论,提出相应的方案和建议。
一、扎布耶盐湖锂资源开发情况1. 扎布耶盐湖锂资源的分布情况扎布耶盐湖位于青藏高原东北部,地处青海省海西蒙古族藏族自治州,地理位置优越,具有丰富的锂资源储量。
盐湖周围地区还分布着丰富的钾、硼、镁等矿产资源,具备资源综合利用的潜力。
2. 扎布耶盐湖锂资源的品位和质量情况经过初步勘探和样品测试,扎布耶盐湖锂资源的品位和质量均属于中上游水平,具有较高的开发价值和利用潜力。
3. 扎布耶盐湖锂资源的开发现状目前,扎布耶盐湖的锂资源开发仍处于初级阶段,尚未形成规模化的产业体系。
存在着开采技术落后、资源综合利用不充分、环保措施滞后等问题,制约了锂资源的全面开发和利用。
二、共伴生矿产资源的化利用方案1. 共伴生矿产资源的种类和分布情况扎布耶盐湖地区共伴生着多种矿产资源,主要包括钾、硼、镁等。
这些矿产资源与锂资源共生,具有一定的资源协同效应,应充分利用这些矿产资源的优势,实现资源的综合利用和经济效益的最大化。
2. 共伴生矿产资源的市场需求和前景当前,全球清洁能源产业高速发展,对锂、钾、硼、镁等矿产资源的市场需求不断增长。
共伴生矿产资源的化利用不仅可以扩大扎布耶盐湖矿产资源的开发规模,还可以满足市场对多种矿产资源的需求,具有良好的经济前景和利润空间。
3. 共伴生矿产资源的化利用方案结合扎布耶盐湖地区的地质特点和矿产资源分布情况,建议开展以下化利用方案:(1)开展联合勘探,综合利用地质信息,实现共伴生矿产资源的数据精准预测和储量评估;(2)优化开采工艺,采用先进的采矿技术和设备,实现锂、钾、硼、镁等矿产资源的高效开采;(3)推进资源综合利用,建设多元化的矿产资源加工厂,实现锂、钾、硼、镁等矿产资源的集中加工和价值提升;(4)加强环保治理,推动矿产资源的清洁生产,实现资源开发和环境保护的双赢局面。
能源材料中大容量锂离子电池的研究现状1. 导言锂离子电池作为目前最为成熟的电化学储能技术之一,广泛应用于各类便携式电子产品和新能源车辆等领域。
为了满足当前日益增长的未来能源需求和环境保护的呼声,需要向更高容量、更长寿命、更安全和更环保的方向进行研究和开发。
大容量锂离子电池的研究,是锂离子电池技术发展的必要方向之一。
2. 大容量锂离子电池的定义和特性大容量锂离子电池一般指单体电池容量在400mAh/g以上的锂离子电池。
它相较于低容量锂离子电池具有以下优点:(1)日益增长的市场需求:如电动汽车、储能系统等对高能量密度、高比能量电池的需求日益增加。
(2)轻质化:大容量锂离子电池的能量密度较高,相同能量下可实现更轻便、更小型化的电子产品。
(3)长寿命:大容量锂离子电池的电荷/放电次数增多,使用寿命较低容量的锂离子电池更长。
(4)环保:相对于传统的镍镉电池,锂离子电池无污染,不含重金属,是一种更加环保的电池。
3. 大容量锂离子电池的研究现状(1)电极材料的研究:正极材料:随着电动汽车市场的逐渐扩大,对正极材料的需求也越来越多。
现有商业化的正极材料如磷酸铁锂、三元材料等的容量均在150mAh/g以下,不足以满足日益增长的市场需求。
目前,储能锂离子电池正极材料正在向氧化钠、钴酸氧化物等高镍材料方向发展。
其中,钴酸锂材料的容量可达200mAh/g以上,较目前商业化电池差距较大。
负极材料:目前商业化的锂离子电池负极材料主要有石墨材料和石墨烯材料。
石墨材料的容量为372mAh/g,已经接近理论容量;而石墨烯材料的容量较高,可达1200mAh/g,但生产成本仍较高,需要更多的研究和开发。
(2)电解液的研究:电解液是锂离子电池中重要的组成部分,它的性质直接影响着电池的循环寿命和安全性。
目前商业化的电解液主要是碳酸盐型电解液、聚合物电解质和离子液体等。
为了满足大容量、高能量密度的需求,研究人员正在开发诸如高浓度等新型电解液以提高锂离子电池性能和安全性。
全固态锂电池技术的研究现状与展望一、本文概述随着全球能源需求的日益增长和环境保护压力的持续增大,新型高能量密度、长寿命、高安全性的电池技术已成为研究热点。
全固态锂电池(SSLIBs)因其具备高能量密度、快速充电、长寿命和低安全风险等优势,成为了电池技术领域的一颗新星。
本文旨在对全固态锂电池技术的研究现状进行全面的综述,并展望其未来的发展趋势。
我们将从全固态锂电池的基本原理、关键材料、制造工艺、性能评估以及应用前景等方面进行深入探讨,以期为相关研究和产业化提供有价值的参考。
我们也将关注全固态锂电池技术面临的挑战和可能的解决方案,以期推动这一领域的持续发展和进步。
二、全固态锂电池技术的研究现状近年来,全固态锂电池技术的研究取得了显著的进展,成为了电池科技领域的研究热点。
固态电解质作为全固态锂电池的核心组件,其材料选择和性能优化成为了研究的重点。
目前,固态电解质主要分为硫化物、氯化物和氧化物三大类。
硫化物电解质具有较高的离子电导率,但机械强度较低;氯化物电解质离子电导率高且稳定性好,但制备工艺复杂;氧化物电解质则以其高机械强度和化学稳定性受到广泛关注。
在电池结构方面,全固态锂电池采用了多层结构和纳米结构设计,以提高电池的性能和安全性。
多层结构通过在电解质和正负极之间引入额外的隔离层,防止了锂枝晶的形成和电解质的降解。
纳米结构设计则通过减小电解质和正负极的粒径,增加活性物质的接触面积,从而提高电池的容量和能量密度。
在制备工艺方面,研究者们不断探索新的制备技术,如高温固相法、溶液法、熔融盐法等,以制备出性能优异的固态电解质和全固态锂电池。
同时,研究者们还关注于提高电池的生产效率和降低成本,以实现全固态锂电池的商业化应用。
然而,尽管全固态锂电池技术取得了显著的进展,但仍面临一些挑战和问题。
固态电解质的离子电导率相比液态电解质仍较低,影响了电池的倍率性能。
固态电解质与正负极之间的界面电阻较大,降低了电池的能量效率。
镍锰酸锂锂电正极资料概括1、镍锰酸锂是什么?镍锰酸锂〔化学式:LiNiMnO4〕是一种电压平台约在的锂离子电池正极资料,理论比容量为,实质比容量大概在130mAh/g左右,其构造上近似往常的锰酸锂,但在电压平台、实质比容量、热循环稳固性等方面要比锰酸锂好得多,也因为镍锰酸锂在纳米尺度下也能够很稳固,所以不用像锰酸锂相同经过增大晶粒来提升稳固性,故在提升倍率方面也有特别大的优势〔注:电极资料颗粒纳米化是提升充放电倍率的重要门路〕。
2、跟其余锂离子电池正极资料有什么优势?当前使用中的和正在开发的锂离子电池正极资料主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等。
钴酸锂〔化学式:LiCoO2〕作为正在使用中的钴酸锂资料,因为资源少、价钱贵、不环保、安全性差,不合适作为一种普及型的正极资料在未来大型化电源〔如电动力车电源、储能电源〕中使用,即便是在现有资料根基上展开起来的二元、三元资料,也没有从根本上解决这些问题,所以未来只好在小型化便携设施上使用。
锰酸锂〔化学式:LiMn2O4〕锰酸锂资料价钱便宜、环保、安全、倍任性能好,但在应用中的最大问题是循环性能不好,特别是高温下,资猜中的三价锰离子和大倍率放电时在颗粒表面形成的二价锰离子,使得资料在电解液中的溶解显然,最后损坏了锰酸锂的构造,也降低了资料的循环性能。
目前在市场上真实能使用的锰酸锂资料都是经过改性举措获取的,这种改性举措一方面需要高规格的合成设施,另一方面也需假如以降低资料的可逆容量为代价,即便是这样,来自日本的高质量锰酸锂价格上也抵达了每吨25万以上。
磷酸亚铁锂〔化学式:LiFePO4〕磷酸亚铁锂是当前被各科研机构和公司宽泛看好的处于开发状态的锂离子电池正极资料。
假如从构成元素、构造、电压平台、比容量等方面看,磷酸亚铁锂能够说拥有价钱便宜、环保等长处。
但其结构倒是“过于稳固〞了,甚至连电子、锂离子也难以在电化学过程中表现出相应的活性来,所以导电性不好,影响了资料的倍任性能。
第44卷第13期2016年7月广 州 化 工GuangzhouChemicalIndustryVol.44No.13July.2016
专论与综述我国锂资源开发的生产工艺现状*
冉敬文1,2,刘 鑫1,裴 军2,尹文旭2(1中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室,中国科学院青海盐湖研究所,青海 西宁 810008;2黄冈师范学院,湖北 黄冈 438000)
摘 要:介绍了我国锂资源的概况,开发现状;根据我国锂资源开发的特点,详细阐述了生产碳酸锂的生产工艺,重点讨
论了目前卤水提锂试运行的四种工艺,比较了其优缺点,提出了改进方向;探讨了工业化发展中存在的问题,提出了今后研究开发的方向,尖晶石型锰系列吸附剂因具有吸附容量大,吸附解析快,运行成本低,操作方便,适合所有体系等优点是优先发展方向。关键词:锂资源;生产工艺;优缺点;发展方向
中图分类号:O6-1 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2016)013-0004-03
*基金项目:中国科学院盐湖资源综合高效利用重点实验室开放基金(No:2015000511)。
第一作者:冉敬文(1973-),男,特聘教授,主要从事功能材料合成和无机盐的分离提取研究。
DevelopmentofProductionTechnologyofLithiumResourceinChina*
RANJing-wen1,2,LIUXin1,PEIJun2,YINWen-xu2
(1KeyLaboratoryofComprehensiveandHighlyEfficientUtilizationofSaltLakeResources,QinghaiInstituteofSaltLake,ChineseAcademyofSciences,QinghaiXining810008;
2HuanggangNormalUniversity,HubeiHuanggang438000,China)
Abstract:ThegeneralsituationoflithiumresourcesanddevelopmentinChinawereintroduced.Accordingtothecharacteristicsoflithiumresourcesdevelopment,productionprocessesofcarbonatelithiumweredescribedindetailandtheiradvantagesanddisadvantageswerecompared.Fourkindsoftechnologyofextractinglithiumfrombrineatpresentwerediscussed.Theproblemsexistinginthedevelopmentofindustrializationwerealsodiscussedandthedirectionofresearchanddevelopmentinthefuturewasputforward.Spineltypemanganeseseriesadsorbentwasaprioritydirectionofdevelopmentbecauseithadtheadvantagesoflargeadsorptioncapacity,fastadsorptionanalysis,lowrunningcost,convenientoperationandsuitableforallsystems.Keywords:lithiumresources;productionprocesses;meritsandfaults;developmentdirection
锂及其盐类是国民经济和国防建设中具有重要意义的战略物资,而我国锂盐产品的生产还远远不能满足国内需求,相当一部分依赖进口,受制于人。另外,原油燃料在使用过程中排放大量的二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物,既浪费资源又污染环境,已对人类生存提出了严峻挑战。因此,改变储能方式,开发新的能源已迫在眉睫。其中,发展新能源环保汽车及其高性能、大容量动力电池,已逐步成为全球范围的共识,我国现有的碳酸锂产能在3.3万吨,其中电池级碳酸锂产能占1/3。国内碳酸锂的供应量为1.2万吨,市场需求量为1.9万吨。在此基础上如果每增加10万辆新能源汽车,将拉动5000~8000吨电池级碳酸锂的需求。预计2020年达到15.5万吨[1]。这也为锂盐的开发提供了绝好机遇。1 锂资源的现状锂及其化合物广泛应用于国民经济的各个领域,国际市场上的需求量平均每年以7%~11%的速度增加,2012年中国锂离子电池产业规模达556.8亿元,十二五末增长到了1251.5亿元,复合增长率达30%以上[2]。我国锂资源相对丰富,从固态
矿来看,江西省宜春市有着丰富的锂矿资源,现探明可用的氧化锂储量达到250万吨,占全国锂矿资源可用储量的50%以上,约占全世界的20%[3]。尽管如此,锂矿石资源存在品位
低,开发成本高等特点,部分矿石需要进口,如江苏银河锂业年产17000万吨碳酸锂完全从奥大利亚进口。而盐湖卤水中蕴藏丰富的锂资源,占世界锂储量的66%[4],目前世界上有智
利、阿根廷、美国、澳大利亚和中国等10余个国家正从事锂资源的提取和开发工作,其中智利因其卤水丰富、成分单一、锂离子含量高、分离提取技术相对简单而占有相当优势,产量逐年上升,效益可观。我国盐湖卤水中锂资源占总储量的87%[5],主要分布在青海、西藏、新疆等盐湖卤水中,其中西藏的锂资源主要呈碳酸盐型,集中于藏北西部的扎布耶盐湖和东部的班戈—杜佳里湖,锂资源量分别为837万吨和50万吨[6]。尽管储量丰富,但由于我国盐湖卤水镁锂比高、开采技
术难度大、成本高,难得有经济效益。因此,盐湖卤水提取锂第44卷第13期冉敬文,等:我国锂资源开发的生产工艺现状5 的新技术研发工作对于我国锂产业的可持续发展具有重要战略意义和积极指导意义。2 开发工艺2.1 硫酸法硫酸法是用于固态矿提锂的一种比较成熟的工艺[7-8],主要原理是:为了锂离子的溶解浸出,首先是将锂辉石转型,使其在250~300℃下煅烧生成一种结构疏松的β-锂辉石。此工艺需要将贫矿进行精选,使含Li2O5.5%以上,然后将锂辉石精矿在回转窑中高温焙烧,生成为β-锂辉石。转型后的锂辉石经过粉碎、球磨,当达到一定粒度后再与足量的硫酸(93%~98%)混合,送入250℃酸化回转炉中进行硫酸焙烧。焙烧后锂化合物转化成易溶于水的硫酸盐,通过水浸,锂离子进入溶液,加石灰石中和过量的硫酸,使其pH在4~5之间,得到含10%左右的硫酸锂粗锂液,为便于碱性条件下除杂需加石灰水进一步调节pH至11,加碳酸钠除钙、镁、铁、铝等杂质。所得混合溶液过滤,滤液蒸发浓缩成含20%以上硫酸锂溶液,加入饱和的碳酸钠溶液沉淀锂离子而转化成碳酸锂。离心固液分离,滤饼烘干,得到碳酸锂产品,回收率在90%左右[9]。硫酸法生产碳酸锂的优点是浸取出的含锂液浓度较高,减少浓缩成本,一般浸取烧结所得溶液中硫酸锂含量在110~150g/L之间,浸液所含其它杂质较少,可以直接生产硫酸锂,通过沉淀生产碳酸锂所得产品也易于纯化。缺点是对锂矿石的品位要求较高,贫矿必须经过精选后方可提取,否则成本偏高,难得有较好的经济效益。二是矿石转型需要煅烧耗能,这与当今国家提倡的节能减排政策相违背,有待进一步的改进。目前,江苏银河锂业、四川天齐锂业、江西赣峰锂业等大型锂盐开发生产公司都利用此法生产。2.2 萃取法萃取法是用于液态矿提锂的一种方法,一般用于盐湖卤水中锂的分离提取。其原理是:在含有溶质的溶液中加入与之不相溶的对溶质有较大溶解度的第二种液体,利用溶质在两相中的溶解度差异,促使部分溶质通过界面迁入第二液相,达到转相浓缩的目的[10],其中萃取剂的选择性是溶剂萃取提锂的关键。应用中生产工艺是:盐湖卤水经过提钾后的卤水经过日晒进一步浓缩得到含锂在4g/L以上的老卤,然后用60%TBP-40%200号煤油作萃取剂、以FeCl3为共萃剂处理老卤,在高浓度Cl-卤水中形成LiFeCl4而被萃入有机相,再用盐酸反萃,锂以化合物的形式进入水相,即得纯度较高的氯化锂产品[11-13]。20世纪80年代中科院青海盐湖研究所在处理大柴旦高镁锂比卤水时采用了该法并进行了中试,但由于萃取剂损失高,FeCl3在使用过程中乳化现象严重未得到有效解决而无法应用。目前,李丽娟研究员通过对萃取剂进行改性,工艺优化后正在青海中信国安公司进行中试,应用中也出现了反萃过程盐酸浓度过高(6mol/L),设备腐蚀严重,环保问题突出等问题,有待进一步解决。2.3 煅烧法煅烧法最早用于前苏联,基本原理是是将提硼后的盐湖卤水进一步日晒蒸发浓缩得到含MgCl2和LiCl的饱和水氯镁石溶液,再将上述混合物喷雾干燥得到混合物固体,所得固体在回转窑在900~1100℃之间煅烧,使MgCl2・6H2O热分解成MgO和HCl,LiCl残留在固体中,利用LiCl易溶于水而MgO难溶于水的性质,通过水浸使二者分离。水中Li+可通过浓缩、深度除杂制得目标产物Li2CO3。煅烧后的MgO渣进一步提纯后可
得MgO副产品,HCl气体通过水洗吸收制得盐酸[14]。
20世纪末,青海中信国安科技有限公司利用此技术开始生产,年产量3000吨碳酸锂。生产过程中采用高温煅烧能耗高,大量排放HCl气体污染严重,副产物氧化镁杂质含量高无法提纯成了废渣,盐酸因设备腐蚀严重导致的Fe3+畸高无法销售,加之碳酸锂市场价格逐年下降,成本居高不下,于2015年被迫停产,此法已经被淘汰。2.4 膜分离法
膜分离法是20世纪初出现,20世纪60年代后迅速崛起的一门分离技术,是分子水平上不同粒径分子混合物在通过半透膜时实现选择性分离的一种方法。由于该方法一价阳离子与二价阳离子的分离较为彻底、浓缩相对容易,既高效又节能,深受企业的喜欢,广泛用于食品、医药、环保、化工等领域。本世纪初,马培华课题组尝试将该法用于卤水中镁锂的分离[15-16],将提钾后的卤水通过盐田蒸发得到含锂浓缩液(Mg2+砄
Li+=(1砄1)~(300砄1)的老卤),通过多级电渗析,利用一价
选择性离子交换膜进行循环浓缩锂,获得富锂低镁卤水。然后通过深度除杂、精制浓缩、沉锂得到Li2CO3。该方法可使Li+的回收率达80%以上,多价阴阳离子的脱除率达95%以上。膜分离法具有在常温下进行、无相态变化、无化学变化、选择性好和能耗低等工艺优点。从青海锂业有限公司试运行到扩大规模生产这几年来看,主要存在投资成本高,膜在高盐度卤水中使用寿命有限等缺点。纳滤法是膜分离法的一种,青海中信国安正在尝试使用此法,效果如何,我们拭目以待。2.5 吸附法