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莱特莱德:磷酸铁锂强势“逆袭”,还有哪些问题引人担忧?

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新能源汽车国家大数据联盟发布的《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管成果报告》显示,2019年5月起3个月内共发现79起车辆起火安全事故,涉及96台车。从动力电池类型看,86%的事故车辆使用三元锂离子电池、7%的事故车辆使用磷酸铁锂电池、7%的事故车辆电池类型不确定;在已查明起火原因的车辆中,58%的车辆起火源于电池问题,19%的车辆起火源于碰撞问题。

市场上常见的锂离子电池基本分为四类。其中,磷酸铁锂电池的热稳定性最好,锰酸锂电池次优,三元锂LiNiCoMnO2电池略差,而钴酸锂电池最差。

中国汽车动力电池产业创新联盟发布的数据显示,从2021年5月开始,磷酸铁锂电池的产量超过三元锂电池,7月,磷酸铁锂电池的装车量也超过三元锂电池。10月,我国三元电池共计装车7.0GWh,同比上升104.3%;磷酸铁锂电池共计装车8.4GWh,同比上升249.5%。磷酸铁锂电池装车量再次超过三元电池。1-10月,三元电池装车量累计54.1GWh,占总装车量50.3%,同比累计上升100.1%;磷酸铁锂电池装车量累计53.2GWh,占总装车量49.5%,同比累计上升316.4%。

券商研报预计,2025年全球新能源车销量将达到1700万辆,搭载磷酸铁锂电池的新能源车占比将达到30%,预计2025年全球磷酸铁锂产量需求将达到217万吨,4年复合增长速度将达到60%,对应2025年市场空间将达到838亿元。

磷酸铁锂电池终于逆袭,离不开它的绝对优势

磷酸铁锂电池,是一种使用磷酸铁锂作为正极材料,碳作为负极材料的锂离子电池,它具有几个明显的优势:

1、成本方面

其实锂离子电池的正极材料要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂等多种材料,其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。但钴是多种金属中最贵的,因为钴的储量不多,全球储量仅800万吨。根据最新的数据显示,国内现货钴的价格已从2020年四月不到24万元/吨,上涨到超过38万元/吨,涨幅近60%,这也严重影响了使用钴元素的汽车动力电池的成本。相比之下,磷酸铁锂电池要比三元锂电池便宜近20%。

2、安全性高

价格便宜固然重要,但是安全性也绝对不能忽视,现实生活中,我们总能看到某些电动汽车因为各种原因突然发生火灾的情况。而磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固,难以分解,即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样,结构崩塌发热或是形成强氧化性物质,因此拥有良好的安全性。

这句话可能不太好理解,简单地说,磷酸铁锂电池的正极材料电化学性能比较稳定, 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,仍然非常安全。

3、寿命好

磷酸铁锂电池循环寿命可以达到2000次,甚至是3500次,明显高于三元电池的1000次,长寿命铅酸电池的300次,同时拥有8-10年的使用寿命,这也意味着,搭载铁锂电池将的新能源汽车,其使用寿命更长,甚至可以达到电池和整车同寿命。

产能高的背后,又存在哪些环保问题?

磷酸铁锂电池一般不含重金属与稀有金属,电池本身非常环保,因此还被列入了“十五”期间的“863”国家高科技发展计划,成为国家重点支持和鼓励发展的项目。

然而,磷酸铁材料生产过程中会产生大量的洗水及母液,pH均为酸性,水温经一次降温后达到30-35%℃,母液硫酸根高达50000-60000mg/L;TDS含量12000- 65000mg/L,其中不乏钙、镁、锰、氟等金属离子,直接排放废水会对环境造成严重的污染。

莱特莱德作为全球流体过滤与分离技术解决方案服务商,公司业务涵盖净水处理、中水回用及废水零排放、废水资源化综合利用及物料浓缩分离纯化领域,立志做打破行业传统与技术局限的变革者。在磷酸铁废水资源化综合利用方面,莱特莱德高难度废水处理技术能耗低,回收率高于传统技术,在符合环保政策的前提下,帮助企业实现成本缩减。

具体处理工艺设计如下:

分别将母液与洗水分开处理,先除铁、除锰、除镁、除钙,洗水先用预浓RO膜浓缩至35g/L盐浓度,再和母液处理后的废水混合送入一次、二次膜浓缩系统浓缩到160g/L的硫酸盐浓度,最后进行蒸发浓缩;一次、二次膜浓缩系统产水进入中间RO系统脱盐,与预浓RO产水与蒸发冷凝水混合通过淡化RO净化,达到产水回用标准。

采用莱特莱德多级RO膜浓缩设备,实现了盐酸和其他盐分的分离。但是需要考虑膜结垢、铁/锰污染膜、磷酸钙、磷酸铵镁结垢等问题。膜法废水深度处理工艺,解决了磷酸铁锂生产废水难处理的问题。在磷酸铁锂高速增长,环保污染也在加剧的特殊时期,实现废水资源化回收利用十分关键。

如要达到零排放标准,还需要蒸发结晶设备。蒸发技术欲达到的效果一方面是压缩较高浓度盐水的体积,使其内部的盐分结晶;另一方面是形成循环产业经济,将析出的盐分提供给将此作为原材料的厂商。MVR蒸发结晶器根据浓液收集的物料特性设计而成,可节省许多能源的消耗,吨水耗电可控制在25Kwh以下,降低运行成本30%-50%。

结语:

将磷酸铁锂电池用于电动汽车市场,不但能提高车辆的安全性,还能支持增程式电动汽车的市场化,免除纯电动汽车的里程、安全、价格、充电、后续电池问题等方面的焦虑。然而,磷酸铁废水的污染问题仍然不容忽视,污染问题不解决必然会影响行业的整体发展。运用膜法处理工艺,保证处理出水水质;优质的设计理念,可降低企业的投资成本。相信膜技术的应用会让磷酸铁废水处理难题得到解决,为行业发展助力。

(来源:新视线)

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