Sự khác biệt giữa vật liệu pin lithium cacbonat và lithium hydroxit

Cacbonat lithiVàlithi hydroxit Cả lithium carbonate và lithium hydroxide đều là nguyên liệu thô để sản xuất pin. Trên thị trường, giá của lithium carbonate và lithium hydroxide về cơ bản đều tăng giảm cùng chiều nhau. Vậy sự khác biệt giữa hai loại vật liệu này là gì?

1. Quy trình chuẩn bị

Cả hai đều có thể được chiết xuất từ ​​spodumene, và sự chênh lệch chi phí không nhiều, nhưng nếu chuyển đổi lẫn nhau thì cần thêm chi phí và thiết bị, và hiệu quả kinh tế không cao.

Các lộ trình kỹ thuật khác nhau. Việc điều chế lithi cacbonat chủ yếu sử dụng phương pháp axit sulfuric, tức là thu được lithi sulfat bằng cách cho axit sulfuric phản ứng với spodumene, thêm natri cacbonat vào dung dịch lithi sulfat, sau đó tách và sấy khô để thu được lithi cacbonat;

Việc điều chế lithi hydroxit chủ yếu sử dụng phương pháp kiềm, tức là nung spodumene và canxi hydroxit, và một số sử dụng phương pháp áp suất natri cacbonat, nghĩa là trước tiên chuẩn bị dung dịch chứa lithi, sau đó thêm vôi vào dung dịch, rồi mới điều chế lithi hydroxit. Tóm lại, spodumene có thể được sử dụng để điều chế cả lithi cacbonat và lithi hydroxit, nhưng quy trình khác nhau, thiết bị không thể dùng chung, và chi phí không chênh lệch nhiều. Ngoài ra, chi phí điều chế lithi hydroxit từ nước muối hồ cao hơn nhiều so với điều chế lithi cacbonat.

Việc chuyển hóa lithium carbonate thành lithium hydroxide có độ khó kỹ thuật thấp, nhưng chi phí và thời gian xây dựng tương đối tốn kém. Phương pháp kiềm hóa được sử dụng để điều chế lithium hydroxide từ lithium carbonate. Lithium hydroxide được tạo ra bằng cách cho canxi hydroxide phản ứng với lithium carbonate. Quy trình này tương đối phức tạp, nhưng cần phải xây dựng dây chuyền sản xuất chuyên dụng. Chi phí sản xuất mỗi tấn ít nhất là 6.000 nhân dân tệ, chưa tính khấu hao, v.v. Xét đến các yếu tố như đánh giá tác động môi trường, thời gian xây dựng ít nhất là 1-2 năm. Khi giá lithium carbonate cao hơn giá lithium hydroxide, phương pháp kiềm hóa lithium carbonate sẽ bán trực tiếp lithium carbonate mà không cần sản xuất thêm lithium hydroxide.

Việc điều chế lithium carbonate từ lithium hydroxide đơn giản hơn, nhưng cũng đòi hỏi thêm chi phí. Thêm carbon dioxide vào dung dịch lithium hydroxide có thể thu được dung dịch lithium carbonate, sau đó tách, lắng đọng và sấy khô để thu được lithium carbonate. Tương tự, quy trình này đòi hỏi phải xây dựng dây chuyền sản xuất chuyên dụng và cũng tốn thêm chi phí. 2. Về lĩnh vực ứng dụng, do pin ternary hàm lượng niken cao yêu cầu nhiệt độ thiêu kết thấp hơn, lithium hydroxide đã trở thành một loại muối lithium cần thiết để điều chế vật liệu ternary hàm lượng niken cao. Lithium hydroxide cũng cần thiết để điều chế các sản phẩm lithium iron phosphate (LFP) bằng phương pháp thủy nhiệt.

NCA và NCM811 cần sử dụng lithium hydroxide loại dùng cho pin, trong khi NCM622 và NCM523 có thể sử dụng lithium hydroxide hoặc lithium carbonate. Nói chung, các sản phẩm được sản xuất bằng lithium hydroxide có chức năng tốt hơn.

Cụ thể: Nhiệt độ thiêu kết: Nhiệt độ thiêu kết của vật liệu điện cực dương ba thành phần thuộc dòng 8 trở lên thường thấp. Nếu sử dụng lithi cacbonat làm nguồn lithi, dễ dẫn đến sự phân hủy không hoàn toàn do nhiệt độ nung không đủ, lượng lithi tự do quá nhiều trên bề mặt điện cực dương, độ kiềm quá mạnh và tăng độ nhạy cảm với độ ẩm; do đó, điện cực dương ba thành phần hàm lượng niken cao thường sử dụng lithi hydroxit làm nguồn lithi.

Dung lượng phóng điện/mật độ nén: Sử dụng lithium hydroxide làm nguyên liệu lithium, dung lượng phóng điện lần đầu đạt tới 172mAh/g, đồng thời có mật độ nén tốt hơn và hiệu suất sạc/phóng điện cao hơn.

Tính ổn định: Lithium hydroxide có ưu điểm hơn lithium carbonate về độ ổn định và tính nhất quán, và phù hợp hơn cho các vật liệu điện cực dương cao cấp.

Tuổi thọ chu kỳ: Các hạt của vật liệu ba thành phần được điều chế bằng lithium hydroxide làm nguồn lithium có độ đồng nhất cao hơn, điều này có thể cải thiện đáng kể tuổi thọ chu kỳ của vật liệu ba thành phần.