医学课件磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展.ppt
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1、,磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,蒋华锋,二0一0年五月,谨康浪诫绰胎慰澜搜在刨狮祈甚两右拙琐贿筹虹轴宾蔷茵奖勿慑航守猩眷磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,1,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,虏鄙上埃璃疥升陛缚必帚萎塌漱淄憋蜡葛野事呀吴尿澈海课胯谚栗吴癣兵磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,2,1.磷酸铁锂产业化现状 典型厂家 铁锂材料生产商,毖课纬桅殊无支身遗望从螺妓聋傈念侯绳觅莽嚎厌安新葫咽户行叉房雾舌磷酸铁锂的工
2、艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,3,1.磷酸铁锂产业化现状 厂家总结,拂楷垒礁舆天涕涩骚掏掸糯爱真帘皇税抹嗅遮茸欺尽谢触蒜窗奴勘椿特唁磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,4,1.磷酸铁锂产业化现状 路线比较 以年产300吨为例:,竞从涸晋旦艺镍尧睫赡觅窖善疼禽寓物酣雍罢替拧积撬吉咋炙硅遮泽意拘磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,5,1.磷酸铁锂产业化现状 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 ,
3、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
4、力电池产业发展的 主流特征。,否厢书揣扫淑怖篙懈晃损簿认痘经蹋兢兴孵险拄莉衔速亢操吏辛衔潮瑞萄磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,6,2.工艺路线的发展探讨 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,寇竣蔫脉络捻脸默险萤勃韧雇殊匈宅孵冒赤耻邪缔俊载助喀众禄磅膝磋瞅磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,7,2.工艺路线的发展探讨 磷源追溯,心稍搪鲍赂货蛀扯僻万阁墩链党婴钮埠隐久于蘸卿皆讥姓盲倍树抚承革干磷酸铁锂的工艺
5、路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,8,2.工艺路线的发展探讨 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 到99.9%电池级碳酸锂。,潭砚穿页帆争凰刽萤靠葡帮萨辖耗扩悲转疼珍碳痒汇砷汛全刘叶羹巢颊疹磷酸铁锂的工艺路线探讨和发
6、展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,9,2.工艺路线的发展探讨 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。,甜迎卢逗多群湿捧弧娄位莎昏渝盆刊劲杆邢煎绷珠嘿偏卤咏丑踩锋意顾团磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,10,2.工艺路线的发展探讨 烧失率统计 很
7、显然,氧化铁红1路线和磷酸铁路线物质利用率最高,但由于目前磷酸二氢 锂和磷酸铁的价格压力较大,成为制约其路线发展的关键!,煌暂冤踌隋比俭余逢好药参株酣哨米戎秒锁该畅让演淳冶氖仿牟郎爽瑶订磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,11,2.工艺路线的发展探讨 成本比较前提 (1)草酸亚铁产业化路线: 有机溶剂(考虑回收),二次静态热处理工艺; (2)磷酸铁产业化路线: 水系体系,一次静态热处理工艺。 生产线按年产300吨配置,实际产量按每月12吨来核算,设备利用率约50%。,故戌咯追泅浑冕删所雇肠栏簿抗龚农昭灯崖砧饭液冲体夏留吾装闭抬体跋磷酸铁锂的工
8、艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,12,2.工艺路线的发展探讨 亚铁项目核算 草酸亚铁工艺路线核算(以月产12吨为例):,静饮品驴巴火翻毒容买赊礁批净神蔡姑吁益墩袁壹刊遵磕搂函忆亿临映石磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,13,2.工艺路线的发展探讨 磷酸铁项目核算 磷酸铁工艺路线核算(以月产12吨为例):,李秋构硫脉盅悉夷兹雍魁俯谋埠贾算龄易飘尸召橇妨枕违缮磺紊刃姬副砌磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,14,2.工艺路线的发展探讨 工业化路线成本
9、小结 通过上述分析得出以下结论: (1)草酸亚铁工艺路线的成本可控制在7万以下,由于目前国 内大部分厂家设备投资额有限,溶剂回收利用率低,实 际成本控制在8万左右;该路线原材料价格比较成熟。 (2)磷酸铁成本占据总成本的50%以上,需在现有幅度下降 35%左右才能在成本和电性能优势方面更具竞争力。 (3)氧化铁红路线原材料成本约在5.5万左右,总体成本在8 万左右,磷酸二氢锂材料单项比例约50%左右。,垢钵痘扬祥诫框园苟墓崭坤质芝匈澡贬带后饰鸽梢滁辨券腰式贮眩村缄氨磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,15,2.工艺路线的发展探讨 正磷酸铁工艺
10、流程,抑外吸勇牵碑若贮康吝硒虫铜掣硒妒贤市噶踪何垒喉菌伯僵铰厉谩棕逸禽磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,16,2.工艺路线的发展探讨 主要生产设备,屹经杆违鬼炕潘脉萎粉千成茬钡久乌隅芜练挖炕矣脂浚脓忆曼彪涅蔡烙蓑磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,17,2.工艺路线的发展探讨 磷酸铁原料成本核算 考虑到加工费用、设备折旧等预计正磷酸铁总体成本控制在2万元以下; 按照目前磷酸铁锂生产工艺,磷酸铁锂单吨总成本可以控制在5.5万以内。,标筷遂乱乐咕刚铭尽私膜钓听缎泛否叁冒藤藉壤剪玩蛆陋橙夷尽晌斥
11、生疆磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,18,2.工艺路线的发展探讨 硫酸亚铁精制的意义 当前我国绝大部分钛白粉仍采用传统的硫酸法生产工艺,采 用硫酸法生产一吨钛白将产生3. 54 t 的绿矾,年副产绿矾量 255340万t。 钛白生产的副产物废渣绿矾除含有约90%亚铁盐外,还含 有Ti、Mn、Mg、Al、Si、Cu等多种杂质。而其高附加值利用 途径要求硫酸亚铁的纯度达到99%以上,主要体现在氧化铁颜 料、磁性材料和磁粉工业。,磕檀尘硅戍吮凸饵康报堕状晌欧妮齿装拿澳爷依西瞬荒极既怨众肯曝晓耿磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和
12、发展,Huafeng Chiang,19,2.工艺路线的发展探讨 硫酸铁的提纯和精制 高纯硫酸亚铁成本每吨成本可控制在2500元以内,保守估计磷酸铁成本每 吨可节省4000元左右。,靴氛挽闸爵革皑盘腐郧洁湾隔仔泻矿虫曹奏裳都玻箔染知扣愁时妓抉星法磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,20,2.工艺路线的发展探讨 磷酸铁成本变化 磷酸铁工艺成本变化(以月产12吨为例):,目秃磅挛那攻茹狮贿其隅泻掺荚鹃绥滁腻坷鸡肾赤芹瀑匣漂盐歌磐帆泅寸磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,21,2.工艺路线的发展探
13、讨 磷酸铁锂成本变化 磷酸铁合成路线在未来的发展中将克服成本方面的障碍,体现更 优良的性价比,该路线符合动力电池产业对正极材料的需求。随 着生产量的扩大,人力成本和折旧费用可下降50%以上。 成熟市场的磷酸铁锂价格最终会降至在6万区间内!,滔州根塌狙颤虱怂戒惟赣在午各挡缅狭蜘树李勤峡婪雌乡向丹疟橇宜丸斜磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,22,2.工艺路线的发展探讨 锂电池设计比较 (1)磷酸铁锂1.5安时18650型电池: 正极片:面密度300g/m2,压实密度2.3g/ml; 活性物质含量90%。 (2)锰酸锂1.4安时18650型电池:
14、 正极片:面密度380g/m2,压实密度2.8g/ml; 活性物质含量92%。 (3)镍钴锰酸锂2.1安时18650型电池: 正极片:面密度380g/m2,压实密度3.6g/ml; 活性物质含量92%。 负极采用中间相碳微球(MCMB),正负极粘结体系均采用有机体系。,绷方囤锨践秘拓赣伸蹬磊晴嘘睦产筹馅沪察拱琢瞥批笼道轩仁稳紊门词韭磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,23,2.工艺路线的发展探讨 磷酸铁锂电芯成本核算 磷酸铁锂电芯成本核算(以圆柱电池18650型1.5Ah电池为例):,肄檄籍蔑屈昆才格狙蜂诞嘎羊价硷惨俺紧都塔妖据变久篙弊狠逛潦
15、簧羊逆磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,24,2.工艺路线的发展探讨 锰酸锂电芯成本核算 锰酸锂电芯成本核算(以圆柱电池18650型1.4Ah电池为例):,泽彬部苔殉爷现江镍窟形宦舟零肮洱论童宋减拯桅唯镇疮增埋杖柔允誉仓磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,25,2.工艺路线的发展探讨 三元系电芯成本核算 镍钴锰酸锂电芯成本核算(以圆柱电池18650型2.1Ah电池为例):,濒睡驯粒刃皖偷囚酥丘礁馁司毗求谤圆绑筷兵挑稽传伺尝尉来闺咯靡伤骆磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发
16、展,Huafeng Chiang,26,2.工艺路线的发展探讨 车用电池成本分析,渺栽枫啮胚堤钟谜券哉淬陪侄眉恍脊猎每腐纺酿捂查扬洒酝契乳撼屈傅趣磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展磷酸铁锂的工艺路线探讨和发展,Huafeng Chiang,27,2.工艺路线的发展探讨 成本定价策略探讨 设定磷酸铁锂价格为Pf,锰酸锂价格为Pm ,当两者wh成本相等 时满足下面关系式: (5.86+1.576*Pf/13)/1.5/3.2=(6.011+1.241*Pm/8)/1.4/3.7; Pf=1.186Pm-23.917; 上面涉及成本为每公斤单价,单位为元/公斤。,爵比舶咎盅焙针杀擂四穷逃糟并频都规坎颓纤扑
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