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化工原料常见问题

磷酸铁锂电池的知识点

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  磷酸铁锂电池是一种使用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料,碳作为负极材料的锂离子电池。在单体电池中,其额定电压为3.2V,充电截止电压为3.6V~3.65V。

  在充电过程中,磷酸铁锂中的部分锂离子脱出,经电解质传递到负极,嵌入负极碳材料,同时从正极释放出电子,自外电路到达负极,维持化学反应的平衡,在放电过程中,锂离子自负极脱出,经电解质到达正极,同时负极释放电子,自外电路到达正极,为外界提供能量。磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小以及无记忆效应的优点。

磷酸铁锂电池,是一种使用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料,碳作为负极材料的锂离子电池,单体额定电压为3.2V,充电截止电压为3.6V~3.65V。

能量密度较高

据报道,2018年量产的方形铝壳磷酸铁锂电池单体能量密度在160Wh/kg左右,2019年一些优秀的电池厂家大概能做到175-180Wh/kg的水平,个别厉害的厂家采用叠片工艺、容量做得大些,或能做到185Wh/kg。

安全性能好

磷酸铁锂电池正极材料电化学性能比较稳定,这决定了它具有着平稳的充放电平台,因此,在充放电过程中电池的结构不会发生变化,不会燃烧爆炸,并且即使在短路、过充、挤压、针刺等特殊条件下,仍然是非常安全的。

循环寿命长

磷酸铁锂电池1C循环寿命普遍达2000次,甚至达到3500次以上,而对于储能市场要求达到4000-5000次以上,保证8-10年的使用寿命,高于三元电池800多次的循环寿命,而长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右。

  一、磷酸铁锂电池的优势主要包括以下几点:


  1.寿命长:在标准充电情况下,磷酸铁电池的使用寿命可达七年以上,循环充电次数可达两千次以上,这比普通碳酸电池的寿命要长得多。


  2.容量大:磷酸铁锂电池在同等体积下比碳酸电池的蓄电量要高出2-3倍。


  3.安全稳定:普通锂电池和聚合物电池在使用时间较长时可能会发生鼓涨,处理不当可能会发生爆炸。而磷酸铁电池具有超好的稳定性,使用再久也不会出现鼓涨,更不会发生爆炸。


  4.容量恒定:磷酸铁锂电池可以随充随用,不会因为长期处在冲不满电的情况下而导致电池的蓄电容量快速降低。


  5.绿色环保:磷酸铁锂电池不含重金属,对环境友好,是一种绿色环保的能源。


  总体来说,磷酸铁锂电池具有长寿命、大容量、高安全性、恒定的容量以及绿色环保等优点。


  二、碳酸锂电池的生产工艺技术包括以下步骤:


  1.破碎和磨粉:将碳酸锂原料进行破碎和磨粉,以便于后续工艺处理。


  2.石灰烧结法或硫酸法:根据具体工艺要求,选择石灰烧结法或硫酸法进行锂资源的提取。硫酸法是目前主要采用的方法。


  3.转化焙烧和硫酸化焙烧:在硫酸法中,碳酸锂原料首先经过转化焙烧,再经过硫酸化焙烧,以实现锂资源的有效提取。


  4.熟料浸出和洗涤:将焙烧后的熟料进行浸出和洗涤,以进一步提取锂资源。


  5.浸出液净化:将浸出后的溶液进行净化,以去除其中的杂质。


  6.净化液蒸发浓缩:将净化后的溶液进行蒸发浓缩,以得到较高浓度的锂溶液。


  7.锂沉淀:在浓缩后的锂溶液中加入沉淀剂,使锂以碳酸锂的形式沉淀下来。


  8.硫酸钠回收:从母液中回收硫酸钠,其产量比主产品约多一倍。回收的硫酸钠可以再次利用,实现资源的循环利用。


  9.产品干燥、包装和母液回收:将沉淀的碳酸锂进行干燥、包装,同时对母液进行回收处理,以实现资源的最大化利用。


  整个生产工艺流程中,每个步骤都有具体的操作要求和工艺参数,需要严格控制以保证碳酸锂电池的品质和产量。同时,需要考虑环境保护和资源利用效率等因素,以实现碳酸锂电池生产的可持续发展。

  磷酸铁锂电池生产.png

  三、磷酸铁锂电池生产过程中会产生多种物质,包括但不限于:


  1.废气:主要产生于碳酸锂、氢氧化锂等原料的加工过程以及磷酸铁锂的合成和烧结过程。废气中可能含有粉尘、有害气体(如二氧化碳、氨气等)和挥发性有机化合物等。


  2.废水:主要产生于碳酸锂、氢氧化锂等原料的清洗和加工过程,以及磷酸铁锂的合成和烧结过程的清洗和冷却过程。废水中可能含有重金属离子(如锂、磷、铁等)、有机物和有害微生物等。


  3.废渣:主要产生于碳酸锂、氢氧化锂等原料的加工过程以及磷酸铁锂的合成和烧结过程的残渣。废渣中可能含有未反应的原料、副产物、催化剂和助剂等。


  4.有害物质:在磷酸铁锂电池的生产过程中,可能会产生一些有害物质,如氟化物、有机磷化合物、有机锡化合物等。这些物质对环境和人体健康都有一定的危害。


  为了减少这些污染物对环境和人体健康的影响,生产厂家需要采取相应的环保措施,如建设污水处理设施、建设废气处理设施、采用环保型生产工艺等。同时,政府也需要加强对磷酸铁锂电池生产的环保监管,确保生产过程符合环保法规和标准。

  四、对于磷酸铁锂电池生产废水中的含盐废水,可以采取以下蒸发浓缩结晶技术:


  1.预处理系统:采用专业的预处理系统对废水进行高效沉淀,有针对性地处理废水中的物质,提高废水处理的效率。


  2.膜浓缩系统:采用多级膜浓缩技术,可以有效地将废水中的氯化物和其他盐分进行分离。然而,需要注意膜结垢、铁/锰污染膜、磷酸钙、磷酸铵镁结垢等问题。


  3.蒸发结晶系统:该系统的目标是通过蒸发技术将高浓度的盐水进行压缩,使其内部的盐分结晶。这样可以形成循环产业经济,将析出的盐分提供给相应的厂商。


  以上技术结合使用,可以有效地处理磷酸铁锂电池生产废水中的含盐废水,实现废水达标排放或零排放。



  五、MVR蒸发器在处理磷酸铁锂电池废水时,其技术应用细节可能包括以下几个方面:


  1.预处理:在进行MVR蒸发处理前,需要对废水进行预处理,以去除其中的悬浮物、沉淀物和有害物质等。通过沉淀、过滤等方法,将废水中的大颗粒物质和可沉淀物质去除,为后续的处理过程做好准备。


  2.MVR蒸发:将经过预处理的废水引入MVR蒸发器,利用机械蒸汽再压缩技术,将废水进行蒸发和浓缩。在蒸发过程中,废水中的水分被蒸发出来,而重金属离子和其他有害物质则被留在残渣中,从而实现废水的净化。


  3.蒸汽压缩和再利用:在MVR蒸发器中,废水蒸发产生的二次蒸汽被压缩机进行压缩,热能被转化为电能,使蒸汽的温度和压力提升,热焓增加。然后二次蒸汽重新进入蒸发器的加热器作为热源,充分利用蒸汽的潜热,使料液维持沸腾状态,而加热蒸汽本身则冷凝成水。冷凝水用于物料的预热,使冷凝水的显热也得到充分利用。


  4.残渣处理:蒸发浓缩后的残渣中主要含有未反应的原料、副产物、催化剂和助剂等,需要进行进一步处理。可以选择将其进行回收再利用或者委托有资质的厂家进行处理。


  总体来说,MVR蒸发器在处理磷酸铁锂电池废水时,可以有效地去除其中的有害物质,实现废水的净化。同时,其节能环保的特性也符合当前绿色发展的理念。


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