磷酸的生產(chǎn)過程一直受原材料的地域影響,我國磷酸的生產(chǎn)主要集中在云南、四川、貴州、湖北,而磷酸的精細(xì)化應(yīng)用主要集中在沿海地區(qū),根據(jù)中國磷交所的一份調(diào)查報(bào)告顯示,我國磷酸生產(chǎn)主要以熱法磷酸為主,提純高純度的磷酸,以滿足工業(yè)需求。
什么是工業(yè)磷酸
物化性質(zhì) 純品為無色透明黏稠狀液體或斜方晶體,無臭,味很酸。市銷的85%磷酸是無色透明或略帶淺色、稠狀液體。熔點(diǎn)42.35℃。沸點(diǎn)213℃時(shí)(失去 H2O),則生成焦磷酸。加熱至300℃變成偏磷酸。相對密度d181.834。易溶于水,溶于乙醇。其酸性較硫酸、鹽酸和硝酸等強(qiáng)酸弱,但較醋酸、硼酸等弱酸強(qiáng)。能皮膚一起發(fā)炎、破壞肌體組織。濃磷酸在瓷器中加熱時(shí)有侵蝕作用。有吸濕性。
磷酸結(jié)晶就像其他液體結(jié)晶一樣屬于物理變化而非化學(xué)變化。其化學(xué)性質(zhì)不會因結(jié)晶而改變,也即磷酸的質(zhì)量是不會因結(jié)晶而受影響的,只要給予溫度熔化或加熱水稀釋溶化,仍可以正常使用。
結(jié)晶特性:磷酸濃度高、純度高,結(jié)晶性高。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),當(dāng)氣溫在4攝氏度上下,濃度大于85%時(shí),其結(jié)晶性增大,若不慎混入結(jié)(冰)晶磷酸,會造成原本沒有結(jié)(冰)晶的磷酸立即感染而結(jié)(冰)晶,而且磷酸結(jié)(冰)晶異常迅速,直致磷酸儲存容器大部結(jié)(冰)晶。磷酸結(jié)(冰)晶后,上部磷酸邊稀,下部沉積針狀結(jié)(冰)晶體純磷酸。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),75%磷酸在較低(4℃附近)的溫度下也較難結(jié)(冰)晶,因此在較低的氣溫條件下,建議使用75%磷酸比較妥當(dāng)。
磷酸結(jié)(冰)晶好比水結(jié)冰,是其本身的物理性能,固有屬性,不能改變,只有妥善保存處理才能防止結(jié)(冰)晶。
廢舊的磷酸鐵鋰電池包如何回收利用:
1、梯次利用與原料回收:退役動力磷酸鐵鋰電池,走梯次利用道路的,是梯次利用之后再進(jìn)行材料回收;直接材料回收的是批量過小的,無歷史可查的,監(jiān)測不合格的等等;
追求經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)和社會行為的動力。按道理,梯次利用,到電池的可利用價(jià)值降低到維護(hù)成本以下,再做原料回收,才是電池價(jià)值大化。但實(shí)際的情況是,早期動力電池可追溯性差,質(zhì)量、型號參差不齊。早期電池的梯次利用風(fēng)險(xiǎn)大,剔除風(fēng)險(xiǎn)的成本高,因而可以說,在動力電池回收的前期,電池的去處大概率以原料回收為主;
2、正材料有價(jià)金屬提取方法:當(dāng)前說的動力磷酸鐵鋰電池包回收,其實(shí)并沒有做到整個電池上各類材料的回收再利用。正材料的種類主要包括:鈷酸鋰,錳酸鋰,三元鋰,磷酸鐵鋰電池等;
電池正材料成本占據(jù)單體電池成本1/3以上,而由于負(fù)目前采用石墨等碳材料較多,鈦酸鋰Li4Ti5O12和硅碳負(fù)Si/C應(yīng)用較少,所以目前電池的回收技術(shù)主要針對的是電池正材料回收;
廢舊鋰電池包的回收方法主要有物理法、化學(xué)法和生物法類。與其他方法相比,濕法冶金因其能耗低、回收及產(chǎn)品純度高等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是一種較理想的回收方法;
3、結(jié)合了磷酸鐵鋰電池材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特點(diǎn),沒有采用酸處理、回收其中的有價(jià)元素等傳統(tǒng)方式,而是對其直接進(jìn)行了再生處理,利用較低的成本獲得了的再生LFP材料,同時(shí)該工藝還實(shí)現(xiàn)了對電解液等材料的回收,減少了磷酸鐵鋰電池包回收過程中對環(huán)境產(chǎn)生的污染。
環(huán)保鋰電池回收設(shè)備全新的廢舊磷酸鐵鋰電池的回收方法,該方法對鋰離子具有非常高的回收率,制備得到的碳酸鋰的純度也非常高;實(shí)施例數(shù)據(jù),所述方法對鋰離子的回收率大于99%,得到的碳酸鋰的純度大于99.5%,其純度達(dá)到了電池碳酸鋰的標(biāo)準(zhǔn),采用該方法制備得到的碳酸鋰無需進(jìn)一步加工,可以直接作為電池原料,該方法在電池回收利用領(lǐng)域取得了突破性發(fā)展。
磷酸鐵鋰循環(huán)性能好、價(jià)格低、性好,并且具有快充的潛力,因此隨著國內(nèi)電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對磷酸鐵鋰電池的需求量也快速增加,目前電動大巴這類對性要求較高的汽車上使用的基本上都是磷酸鐵鋰電池。
所以磷酸鐵鋰電池在循環(huán)過程中的衰降一般不是由于正負(fù)活性物質(zhì)損失造成的,德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)的Neelima Paul和他的團(tuán)隊(duì)使用中子衍射的方法對長期循環(huán)的磷酸鐵鋰電池(LFP/MCMB)研究認(rèn)為,造成磷酸鐵鋰電池壽命衰降的主要因素是在循環(huán)的過程中由于SEI膜重構(gòu)和生長造成的Li消耗。