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利用钛白粉生产过程产生的废料,让它“变废为宝”的新逻辑

2021-05-10 15:02:28

钛白粉行业之前的逻辑,一是产品的价格;二是海外钛白大厂进入战略收缩期,国内龙头企业加速抢占市场份额,即“世界有需求,中国有供应”的中国制造走向世界的逻辑。

但现在钛白粉行业有了“变废为宝”的新逻辑——即利用钛白粉生产过程中产生的废料制备磷酸铁锂。

锂离子电池的电池芯主要由正极、负极、电解液和隔膜四种关键材料组成。正极材料的种类和性能直接决定了锂电池的电压和能量密度、循环寿命和倍率性能。锂电池正极材料按材料体系可分为锂钴氧化物(LCO)、磷酸铁锂(LFP)和三元材料(NCM)。其中,磷酸铁锂独特的橄榄石结构赋予了电池优异的循环性能和安全性,即使在高温或过充条件下,磷酸铁锂仍能保持结构骨架的稳定。磷酸铁锂的主要原料有锂源、铁源、磷源和碳源,根据原料在制备过程中的反应状态可分为固相合成法和液相合成法。

2020年,我国新能源汽车产销分别为136.6万辆和136.7万辆,同比分别增长10.0%和13.4%,增速较上年由负转正,均创历史新高。动力电池方面,受COVID-10影响,2020年我国动力电池累计产量达到83.4ghw,同比下降2.3%。但自3月份以来,电池产量一直在上升。2020年12月,中国动力电池总产量15.1GWh,同比增长143.9%,环比增长18.9%,复苏明显。随着技术进步和模块集成技术创新带来的能量密度提高,磷酸铁锂电动车的续航里程大幅增加。2020年下半年,国产特斯拉Model 3、比亚迪韩版等高品质磷酸铁锂车型相继交付,推高了磷酸铁锂的渗透率。磷酸铁锂将在2021年更广泛地应用于乘用车。此外,随着新能源储能发电比例的不断提高,磷酸铁锂因其优异的寿命、安全性、容量、环保性等特点,具有很大的发展潜力。

硫酸法生产钛白粉会产生难处理的硫酸亚铁废渣,硫酸亚铁废渣可用作沉淀剂,直接制备含有少量杂质的二水磷酸铁,合成磷酸铁锂,大大降低了生产成本。然而,传统的高纯磷酸铁锂的制备方法需要添加一些有利于其电化学性能的掺杂元素。这些掺杂元素大多存在于天然矿物中,导致生产过程重复,成本大幅增加。因此,直接从矿物或废料中制备锂电池电极材料前驱体是降低生产成本的有效途径。此外,利用硫酸亚铁废渣制备的多金属掺杂磷酸铁锂具有与传统方法相同的优异电化学性能。

钛白粉企业涉足磷酸铁锂行业,一方面是因为磷酸铁锂的终端消费市场,如新能源汽车、储能等领域的发展空间巨大,另一方面,国内钛白粉行业主流生产工艺硫酸法将产生大量硫酸亚铁,可作为生产磷酸铁锂的基本原料。用这种方法制备磷酸铁锂,不仅在成本上避免了金属元素的重复掺杂,而且在性能上取得了优异的性能,实现了资源的综合利用,进而增加了企业的利润。重点关注利用硫酸亚铁废渣生产磷酸铁锂钛白粉的企业投资机会。

钛白粉

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