正磷酸是由一個單一的磷氧四面體構成的磷酸。在磷酸分子中P原子是sp3雜化的,3個雜化軌道與氧原子間形成3個σ鍵,另一個P—O鍵是由一個從磷到氧的σ配鍵和兩個由氧到磷的d-p配鍵組成的。σ配鍵是磷原子上的一對孤對電子向氧原子的空軌道配位而形成。d←p配鍵是氧原子的py、pz軌道上的兩對孤對電子和磷原子的dxz、dyz空軌道重疊而成。由于磷原子3d能級比氧原子的2p能級能量高很多,組成的分子軌道不是很有效的,所以P—O鍵從數(shù)目上來看是三重鍵,但從鍵能和鍵長來看是介于單鍵和雙鍵之間。純H3PO4和它的晶體水合物中都有氫鍵存在,這可能是磷酸濃溶液之所以粘稠的原因。
磷酸結晶就像其他液體結晶一樣屬于物理變化而非化學變化。其化學性質不會因結晶而改變,也即磷酸的質量是不會因結晶而受影響的,只要給予溫度熔化或加熱水稀釋溶化,仍可以正常使用。
結晶特性:磷酸濃度高、純度高,結晶性高。根據(jù)經(jīng)驗,當氣溫在4攝氏度上下,濃度大于85%時,其結晶性增大,若不慎混入結(冰)晶磷酸,會造成原本沒有結(冰)晶的磷酸立即感染而結(冰)晶,而且磷酸結(冰)晶異常迅速,直致磷酸儲存容器大部結(冰)晶。磷酸結(冰)晶后,上部磷酸邊稀,下部沉積針狀結(冰)晶體純磷酸。根據(jù)經(jīng)驗,75%磷酸在較低(4℃附近)的溫度下也較難結(冰)晶,因此在較低的氣溫條件下,建議使用75%磷酸比較妥當。
磷酸結(冰)晶好比水結冰,是其本身的物理性能,固有屬性,不能改變,只有妥善保存處理才能防止結(冰)晶。
廢舊的磷酸鐵鋰電池包如何回收利用:
1、梯次利用與原料回收:退役動力磷酸鐵鋰電池,走梯次利用道路的,是梯次利用之后再進行材料回收;直接材料回收的是批量過小的,無歷史可查的,監(jiān)測不合格的等等;
追求經(jīng)濟效益是企業(yè)和社會行為的動力。按道理,梯次利用,到電池的可利用價值降低到維護成本以下,再做原料回收,才是電池價值大化。但實際的情況是,早期動力電池可追溯性差,質量、型號參差不齊。早期電池的梯次利用風險大,剔除風險的成本高,因而可以說,在動力電池回收的前期,電池的去處大概率以原料回收為主;
2、正材料有價金屬提取方法:當前說的動力磷酸鐵鋰電池包回收,其實并沒有做到整個電池上各類材料的回收再利用。正材料的種類主要包括:鈷酸鋰,錳酸鋰,三元鋰,磷酸鐵鋰電池等;
電池正材料成本占據(jù)單體電池成本1/3以上,而由于負目前采用石墨等碳材料較多,鈦酸鋰Li4Ti5O12和硅碳負Si/C應用較少,所以目前電池的回收技術主要針對的是電池正材料回收;
廢舊鋰電池包的回收方法主要有物理法、化學法和生物法類。與其他方法相比,濕法冶金因其能耗低、回收及產(chǎn)品純度高等優(yōu)點被認為是一種較理想的回收方法;
3、結合了磷酸鐵鋰電池材料結構穩(wěn)定的特點,沒有采用酸處理、回收其中的有價元素等傳統(tǒng)方式,而是對其直接進行了再生處理,利用較低的成本獲得了的再生LFP材料,同時該工藝還實現(xiàn)了對電解液等材料的回收,減少了磷酸鐵鋰電池包回收過程中對環(huán)境產(chǎn)生的污染。
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