电池材料碳酸锂与氢氧化锂的区别
碳酸锂和氢氧化锂都是电池原材料,市场上碳酸锂和氢氧化锂的价格基本是同涨同跌,这两种材料到底有什么区别呢?
1. 制备过程
二者均可从锂辉石中提取,成本差别不大,但如果将二者互相转化则需要额外的成本和设备,性价比不高。
技术路线不同。碳酸锂的制备主要采用硫酸法,即用硫酸与锂辉石反应得到硫酸锂,在硫酸锂溶液中加入碳酸钠,经分离、干燥后制得碳酸锂;
氢氧化锂的制备主要采用碱法,即通过焙烧锂辉石和氢氧化钙制备,也有的采用所谓碳酸钠加压法,即先配制含锂溶液,再向溶液中加入石灰,然后制备氢氧化锂。总之,锂辉石既可以制备碳酸锂,又可以制备氢氧化锂,只是工艺路线不同,设备不能共用,成本上相差不大。另外,用盐湖卤水制备氢氧化锂的成本要比制备碳酸锂高得多。
碳酸锂转化为氢氧化锂技术难度低,但成本和建设周期相对麻烦。碳酸锂制备氢氧化锂采用苛化法,由碳酸锂与氢氧化钙反应生成氢氧化锂,工艺相对成熟,但需建设专门生产线,每吨生产成本至少6000元,不考虑折旧等,考虑环评等因素,建设周期至少1-2年。当碳酸锂价格高于氢氧化锂价格时,碳酸锂苛化法将直接出售碳酸锂,不再进一步生产氢氧化锂。
由氢氧化锂制备碳酸锂较为简单,但也需要额外的成本。在氢氧化锂溶液中加入二氧化碳即可得到碳酸锂溶液,再经分离、沉淀、干燥即可得到碳酸锂。同样,此工艺需要建设专门的产线,也需要额外的成本。2、在应用领域方面,由于高镍三元电池对烧结温度要求较低,氢氧化锂成为高镍三元材料制备的必备锂盐。水热法制备磷酸铁锂(LFP)产品也需要氢氧化锂。
NCA、NCM811需使用电池级氢氧化锂,NCM622、NCM523则可以使用氢氧化锂或碳酸锂,一般来说,使用氢氧化锂生产的产品性能更佳。
具体来说:烧结温度:8系及以上三元正极材料烧结温度通常较低,若采用碳酸锂为锂源,容易因烧结温度不够而导致分解不完全,正极表面游离锂过多,碱性过强,对湿度的敏感性增加;因此高镍三元正极通常采用氢氧化锂为锂源。
放电容量/振实密度:采用氢氧化锂作为锂源材料,首次放电容量高达172mAh/g,且具有较好的振实密度和更高的倍率充放电性能。
一致性:氢氧化锂在稳定性、一致性上较碳酸锂有优势,更适合做高端正极材料。
循环寿命:以氢氧化锂为锂源制备的三元材料颗粒更加均匀,可以大幅提高三元材料的循环寿命。