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碳酸锂作为盐湖和锂矿提取的直接产品,是其他锂产品的基础原料, 氢氧化锂目前则主要用于 NCA 三元材料和高镍 NCM 三元材料的生产, 需求都随着三元材料 需求的增长而增长 。
由于氢氧化锂稳定性高,反应过程中不产生一氧化碳干扰物,有助于增大材料的振实密度,相比于碳酸锂更适合作为三元正极材料合成的基础锂盐。
氢氧化锂为富锂锰基正极材料的合成必须基础原料。富锂锰基正极材料 xLi2MnO3•(1-x)LiMO2 具有高比容量(200~300 mAh/g),能很好地满足锂电池在小型电子产品和电动汽车等领域的使用要求,是最具潜力的下一代动力锂离子电池正极材料。
我国碳酸锂主要从锂辉石中提取,采用硫酸法、石灰石焙烧法等,成本较高约为 2.2-3.2 万元每吨。少数碳酸锂来自盐湖卤水提取,针对我国盐湖镁锂比较高,卤水品位差的现状,采用煅烧法和溶剂萃取法,成本较从矿石中提取低,但依然高于国外盐湖提锂成本,且受制于恶劣生产条件产量十分有限。
国外比如 Albermarle 公司和 SQM 在美国银峰盐湖和智利阿塔卡玛盐湖,主要采用蒸发沉淀法提取碳酸锂。这种方法成本最低,在 1.2-1.9万元每吨,是目前碳酸锂生产的主流方法。
金属进行回收再利用的节能率在 70%~90% 之间,如果使用电池回收原材料生产电池,在节能减排方面具有绝对优势。考虑锂离子电池回收的经济性问题,需要站在电池的全生命周期考虑。电池原材料以有色金属为主,我国有色金属工业的能源消耗水平与国际先进水平存在明显的差距,能源消耗主要集中在矿山、冶炼和加工三大领域。但有色金属回收过程的能源消耗远小于原生金属。
三、废弃动力电池威胁环境和人类健康, 影响社会可持续发展
废旧动力电池对环境和人类健康的潜在威胁 。现有的废旧电池处理方式主要有固化深埋、存放于废矿井和资源化回收,但目前我国电池资源化回收的能力有限,大部分废旧电池没有得到有效的处置,将会给自然环境和人类健康带来潜在的威胁。
虽然动力电池中不包含汞、镉、铅等毒害性较大的重金属元素,但也会带来环境污染。例如其电极材料一旦进入到环境中,电池正极的金属离子、负极的碳粉尘、电解质中的强碱和重金属离子,可能造成重环境污染等,包括提升土壤的 PH 值,处理不当则可能产生有毒气体。
此外,动力电池中含有的金属和电解液会危害人体健康,例如钴元素可能会引起人们肠道紊乱、耳聋、心肌缺血等症状。
动力电池回收问题影响到了社会经济的可持续发展。电动汽车有应对环境污染和能源短缺的优势,如果动力电池在其报废之后不能得到有效回收,会造成环境污染和资源浪费,有违发展电动汽车的初衷。对企业来说,动力电池的回收蕴藏着巨大的商机,经过回收处理,可以为电池生产商节约原材料成本。此外,动力电池回收还关系到政府建设低碳经济和环境友好型社会。
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