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      利用鈦白粉生產過程產生的廢料,讓它“變廢為寶”的新邏輯

      2021-05-10 15:02:28

      鈦白粉行業之前的邏輯,一是產品的價格;二是海外鈦白大廠進入戰略收縮期,國內龍頭企業加速搶占市場份額,即“世界有需求,中國有供應”的中國制造走向世界的邏輯。

      但現在鈦白粉行業有了“變廢為寶”的新邏輯——即利用鈦白粉生產過程中產生的廢料制備磷酸鐵鋰。

      鋰離子電池的電池芯主要由正極、負極、電解液和隔膜四種關鍵材料組成。正極材料的種類和性能直接決定了鋰電池的電壓和能量密度、循環壽命和倍率性能。鋰電池正極材料按材料體系可分為鋰鈷氧化物(LCO)、磷酸鐵鋰(LFP)和三元材料(NCM)。其中,磷酸鐵鋰獨特的橄欖石結構賦予了電池優異的循環性能和安全性,即使在高溫或過充條件下,磷酸鐵鋰仍能保持結構骨架的穩定。磷酸鐵鋰的主要原料有鋰源、鐵源、磷源和碳源,根據原料在制備過程中的反應狀態可分為固相合成法和液相合成法。

      2020年,我國新能源汽車產銷分別為136.6萬輛和136.7萬輛,同比分別增長10.0%和13.4%,增速較上年由負轉正,均創歷史新高。動力電池方面,受COVID-10影響,2020年我國動力電池累計產量達到83.4ghw,同比下降2.3%。但自3月份以來,電池產量一直在上升。2020年12月,中國動力電池總產量15.1GWh,同比增長143.9%,環比增長18.9%,復蘇明顯。隨著技術進步和模塊集成技術創新帶來的能量密度提高,磷酸鐵鋰電動車的續航里程大幅增加。2020年下半年,國產特斯拉Model 3、比亞迪韓版等高品質磷酸鐵鋰車型相繼交付,推高了磷酸鐵鋰的滲透率。磷酸鐵鋰將在2021年更廣泛地應用于乘用車。此外,隨著新能源儲能發電比例的不斷提高,磷酸鐵鋰因其優異的壽命、安全性、容量、環保性等特點,具有很大的發展潛力。

      硫酸法生產鈦白粉會產生難處理的硫酸亞鐵廢渣,硫酸亞鐵廢渣可用作沉淀劑,直接制備含有少量雜質的二水磷酸鐵,合成磷酸鐵鋰,大大降低了生產成本。然而,傳統的高純磷酸鐵鋰的制備方法需要添加一些有利于其電化學性能的摻雜元素。這些摻雜元素大多存在于天然礦物中,導致生產過程重復,成本大幅增加。因此,直接從礦物或廢料中制備鋰電池電極材料前驅體是降低生產成本的有效途徑。此外,利用硫酸亞鐵廢渣制備的多金屬摻雜磷酸鐵鋰具有與傳統方法相同的優異電化學性能。

      鈦白粉企業涉足磷酸鐵鋰行業,一方面是因為磷酸鐵鋰的終端消費市場,如新能源汽車、儲能等領域的發展空間巨大,另一方面,國內鈦白粉行業主流生產工藝硫酸法將產生大量硫酸亞鐵,可作為生產磷酸鐵鋰的基本原料。用這種方法制備磷酸鐵鋰,不僅在成本上避免了金屬元素的重復摻雜,而且在性能上取得了優異的性能,實現了資源的綜合利用,進而增加了企業的利潤。重點關注利用硫酸亞鐵廢渣生產磷酸鐵鋰鈦白粉的企業投資機會。

      鈦白粉

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