Akkumateriaalien litiumkarbonaatin ja litiumhydroksidin välinen ero

Litiumkarbonaattijalitiumhydroksidi ovat molemmat akkujen raaka-aineita. Markkinoilla litiumkarbonaatin ja litiumhydroksidin hinnat nousevat ja laskevat käytännössä samaan aikaan. Mitä eroa näillä kahdella materiaalilla on?

1. Valmisteluprosessi

Molempia voidaan uuttaa spodumeenista, eikä kustannusero ole suuri, mutta jos ne muunnetaan toisikseen, tarvitaan lisäkustannuksia ja laitteita, eikä kustannustehokkuus ole korkea.

Erilaiset tekniset reitit. Litiumkarbonaatin valmistuksessa käytetään pääasiassa "rikkihappomenetelmää", jossa litiumsulfaatti saadaan saattamalla rikkihappo reagoimaan spodumeenin kanssa, lisäämällä natriumkarbonaattia litiumsulfaattiliuokseen ja sitten erottamalla ja kuivaamalla litiumkarbonaatin valmistamiseksi;

Litiumhydroksidin valmistuksessa käytetään pääasiassa "halkali-menetelmää", eli se valmistetaan paahtamalla spodumeenia ja kalsiumhydroksidia, ja joissakin käytetään niin sanottua natriumkarbonaattipainemenetelmää, eli ensin valmistetaan litiumia sisältävä liuos, sitten lisätään kalkkia liuokseen ja lopuksi valmistetaan litiumhydroksidi. Lyhyesti sanottuna spodumeenia voidaan käyttää sekä litiumkarbonaatin että litiumhydroksidin valmistukseen, mutta prosessireitit ovat erilaiset, laitteita ei voida jakaa, eikä kustannuksissa ole suurta eroa. Lisäksi litiumhydroksidin valmistus suolajärven suolavedestä on paljon kalliimpaa kuin litiumkarbonaatin valmistus.

Litiumkarbonaatin muuntaminen litiumhydroksidiksi on teknisesti helppoa, mutta kustannukset ja rakennusaika ovat suhteellisen hankalia. Litiumhydroksidin valmistukseen litiumkarbonaatista käytetään "hkaustisointimenetelmää ". Litiumhydroksidia tuotetaan kalsiumhydroksidin ja litiumkarbonaatin reaktiolla. Prosessi on suhteellisen monimutkainen, mutta se vaatii erityisen tuotantolinjan rakentamisen. Tuotantokustannukset tonnilta ovat vähintään 6 000 yuania, poistojen jne. lisäksi. Ympäristövaikutusten arviointi huomioon ottaen rakennusaika on vähintään 1–2 vuotta. Kun litiumkarbonaatin hinta on korkeampi kuin litiumhydroksidin hinta, litiumkarbonaatin kaustisointimenetelmä myy litiumkarbonaattia suoraan ilman, että sitä tuotetaan lisää.

Litiumkarbonaatin valmistaminen litiumhydroksidista on yksinkertaisempaa, mutta se vaatii myös lisäkustannuksia. Lisäämällä hiilidioksidia litiumhydroksidiliuokseen voidaan saada litiumkarbonaattiliuos, joka sitten erotetaan, kerrostetaan ja kuivataan litiumkarbonaatin saamiseksi. Samoin tämä prosessi vaatii erityisen tuotantolinjan rakentamisen ja aiheuttaa myös lisäkustannuksia. 2. Sovellusalueiden osalta litiumhydroksidista on tullut välttämätön litiumsuola korkeanikkelisten kolmikomponenttisten materiaalien valmistuksessa, koska korkeanikkeliset kolmikomponenttiset akut vaativat alhaisempia sintrauslämpötiloja. Litiumhydroksidia tarvitaan myös litiumrautafosfaatti (LFP) -tuotteiden valmistukseen hydrotermisellä menetelmällä.

NCA:n ja NCM811:n on käytettävä akkukäyttöön tarkoitettua litiumhydroksidia, kun taas NCM622:ssa ja NCM523:ssa voidaan käyttää joko litiumhydroksidia tai litiumkarbonaattia. Yleisesti ottaen litiumhydroksidilla valmistetuilla tuotteilla on paremmat ominaisuudet.

Tarkemmin sanottuna: Sintrauslämpötila: Sarjan 8 ja sitä korkeampien kolmikomponenttisten positiivisten elektrodien materiaalien sintrauslämpötila on yleensä alhainen. Jos litiumlähteenä käytetään litiumkarbonaattia, se hajoaa helposti epätäydellisesti riittämättömän kalsinointilämpötilan, positiivisen elektrodin pinnalla olevan liiallisen vapaan litiumin, liian voimakkaan emäksisyyden ja lisääntyneen kosteusherkkyyden vuoksi. Siksi korkeanikkeliset kolmikomponenttiset positiiviset elektrodit käyttävät yleensä litiumhydroksidia litiumlähteenä.

Purkauskapasiteetti/purkaustiheys: Käyttämällä litiumhydroksidia litiumlähdemateriaalina, purkauskapasiteetti on jopa 172 mAh/g, ja sillä on parempi purkaustiheys ja nopeampi lataus- ja purkausnopeus.

Johdonmukaisuus: Litiumhydroksidilla on etuja litiumkarbonaattiin verrattuna stabiilisuuden ja johdonmukaisuuden suhteen, ja se soveltuu paremmin huippuluokan positiivisten elektrodien materiaaleille.

Syklin elinkaari: Litiumhydroksidilla litiumlähteenä valmistettujen kolmikomponenttisten materiaalien hiukkaset ovat tasaisempia, mikä voi parantaa huomattavasti kolmikomponenttien syklin elinkaarta.