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低能耗磷酸纯化技术应用于磷酸铁锂生产

发表日期:2021-10-08 14:06文章编辑:国初科技浏览次数: 标签:    

锂电池根据其正极体系不同,可分为磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池、三元锂电池等等。随着国家新能源汽车补贴退坡,考虑到磷酸铁锂的安全性以及长循环性带来的经济性,其热失控温度要高得多,进而其安全性相比之下也高得多,所以在控制成本之下,其安全性的优势也让它需求上升。

磷酸铁作为一种关键的磷酸铁锂前驱体材料,其主要工艺流程是将磷酸铁前驱体与锂源碳源等进行充分研磨混合,利用碳热还原法制成磷酸铁锂正极材料,磷酸铁的材料的优劣将会在很大程度上决定磷酸铁锂正极材料的整体性能。

市场上磷酸铁企业主要的工艺为硫酸亚铁+磷酸一铵,这种方法成本较为低廉,原材料获取极为容易。其中铁源硫酸亚铁多为钛白粉企业生产过程中产生的废料副产物,而磷源磷酸一铵则是农业磷肥原料的一种,但是需要得到高品质的磷酸一铵则需要对磷酸进行净化。

目前生产磷酸主要有热法工艺和湿法工艺:热法磷酸主要用于化工和食品工业中,但其生产过程中耗能高,设备复杂,污染严重。随经济发展对节能环保的要求,磷酸生产工艺由低能耗的湿法逐步替代高能耗、高污染的热法。世界上湿法磷酸的产量约占磷酸总产量的85%~90%。但由于湿法磷酸的生产中,原料磷矿中的杂质,如氟、硫、铁、铝、镁、钙等进入到成品磷酸中,故若要用湿法磷酸制出优质的磷酸盐产品,需对其中的杂质离子进行深度的净化处理。

湿法磷酸去除离子的方法主要有:溶剂沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法、冷却结晶法等。溶剂沉淀法、溶剂萃取法都需要加入溶剂,增加处理工艺步骤和溶剂回收能耗。离子交换法需要的树脂量大,生产成本高。冷却结晶法产品收率低,需要多次结晶才能取得高纯度的磷酸。因此,国初科技成功开发磷酸纯化专用技术,用纳米级别的物理分离方法去除金属杂质离子而不进行相转换,从而减少了操作时间,能源消耗及设备占地面积,提高磷酸纯化效率,最重要的是运行成本几乎可以忽略不计。

技术特点及优势:

1、适用酸浓度高、离子杂质含量高的磷酸纯化;

2、磷酸提纯过程中,无需加热、加压,安全可靠且能耗极低;

3、磷酸回收率与回收的磷酸浓度均有优势。

湿法磷酸中杂质种类较多,饲料级、食品级、工业级等对磷酸的质量要求不同,可以依据实际的需求状况选择不同的净化方法。如果单一的净化技术达不到对磷酸纯度的需求,可以采用两种或两种以上的净化技术发挥各种净化技术的优点。另外,随着微电子行业的发展,高纯电子级磷酸的需求也将越来越大。

国初科技也将不断探索更高纯度磷酸净化的新技术.

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