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【原創(chuàng)】三元材料向高鎳方向發(fā)展,帶動氫氧化鋰需求釋放


來源:中國粉體網(wǎng)   橙子

[導(dǎo)讀]  隨著國內(nèi)相關(guān)企業(yè)對811材料產(chǎn)業(yè)布局的加速,也將促使鋰鹽供應(yīng)商擴(kuò)充氫氧化鋰產(chǎn)能。

中國粉體網(wǎng)訊  三元材料按照鎳、鈷、錳三者用量比例,具體可細(xì)分為111型、523型、622型和811等型號。2017年主要是以三元111型、523型為主。從能量方面,提升鎳的比重,可以實現(xiàn)電池能量密度提升,盡早實現(xiàn)260wh/kg的目標(biāo);從成本方面,伴隨著上游原材料鈷金屬等的價格上漲,電池生產(chǎn)商大都選擇通過降低三元材料鈷的使用比例來緩解成本壓力;因此811高鎳三元材料逐漸成為新能源動力電池的發(fā)展方向。


811材料帶動氫氧化鋰需求釋放


隨著國內(nèi)相關(guān)企業(yè)對811材料產(chǎn)業(yè)布局的加速,也將促使鋰鹽供應(yīng)商擴(kuò)充氫氧化鋰產(chǎn)能。三元材料前驅(qū)體的煅燒一般采用碳酸鋰或氫氧化鋰作為原料。


 


但是對于高鎳三元材料來說,要求燒結(jié)時溫度不能高于800℃,采用碳酸鋰作原料,過低的燒結(jié)溫度會造成分解不完全,導(dǎo)致堿性過強,對濕度的敏感性增強,影響電池性能。因此高鎳三元材料必須使用氫氧化鋰作原料:氫氧化鋰的熔點比碳酸鋰更低,且首次放電容量高達(dá)172mAh/g,此外還有更好的振實密度,有更大倍率的充放電性能。


三元正極NCM811、NCM622及NCA均需采用氫氧化鋰為原料,水熱法制備磷酸鐵鋰(LFP)產(chǎn)品,也需要使用氫氧化鋰。目前鋰電已經(jīng)成為氫氧化鋰的下游主要需求,占比高達(dá)70%以上。未來隨著動力鋰電池需求的提升,氫氧化鋰需求有望大幅增長。


氫氧化鋰下游應(yīng)用結(jié)構(gòu)占比圖

 


氫氧化鋰產(chǎn)能預(yù)測


2017年全球氫氧化鋰產(chǎn)能為70千噸。預(yù)計2017年至2022年氫氧化鋰的產(chǎn)能將按復(fù)合年增長率26%增長,在2018年產(chǎn)能達(dá)159千噸,在2022年達(dá)227千噸。


2014-2022年全球氫氧化鋰產(chǎn)能及預(yù)測

 

數(shù)據(jù)來源:CRU、中商產(chǎn)業(yè)研究院


2017年全球氫氧化鋰五大生產(chǎn)商所持有的市場份額為81%,依次為Albemarle、FMC、贛鋒、SQM、天齊。


氫氧化鋰的制備


目前氫氧化鋰的制備方法很多,其主要生產(chǎn)方法有礦石為原料的石灰石焙燒法、β-鋰輝石碳酸鈉加熱浸取法和硫酸鋰苛化冷卻結(jié)晶法,以鹵水為原料的煅燒法、離子膜電解法和鋁酸鹽鋰沉淀法,以及碳酸鋰苛化法和電解硫酸鋰溶液等其他方法。


1.以礦石為原料


石灰石焙燒法

 

石灰石焙燒法工藝能耗高,物料流通量大,生產(chǎn)成本較高。


β-鋰輝石碳酸鈉加熱浸取法


硫酸鋰苛化冷卻結(jié)晶法 


 硫酸鋰苛化冷卻結(jié)晶法若采用多次重結(jié)晶或用特制的精制劑去除氫氧化鋰溶液的雜質(zhì),可得到電池級氫氧化鋰產(chǎn)品。


2.以鹵水為原料


煅燒法


離子膜電解法

 

3.其他方法


碳酸鋰苛化法


碳酸鋰苛化法是將精制石灰乳[Ca(OH)2]與碳酸鋰按一定的比例混合,調(diào)節(jié)一定的苛化液濃度,加熱至沸騰并強力攪拌,反應(yīng)完全后過濾分離,將母液減壓濃縮、結(jié)晶得到單水氫氧化鋰,單水氫氧化鋰在130℃—140℃干燥,再在150℃—180℃下減壓加熱,最終制得無水氫氧化鋰的方法。這種方法是國內(nèi)外常用的傳統(tǒng)方法,其成本受原料碳酸鋰價格影響,且生產(chǎn)設(shè)備投資較多。


目前,和氫氧化鋰的制備技術(shù)相比,礦石或鹵水提鋰制備碳酸鋰技術(shù)相對比較成熟,加之三元材料對氫氧化鋰的要求更嚴(yán)格一些,因此目前用于電池的氫氧化鋰主要采用礦石為原料。隨著固體鋰礦資源的日益枯竭,以及高鎳三元材料對氫氧化鋰需求的大量釋放,研究以鹵水為原料制備電池級氫氧化鋰的技術(shù)迫在眉睫。粉體網(wǎng)編輯整理/橙子


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