磷酸應(yīng)用領(lǐng)域
磷酸是生產(chǎn)重要的磷肥(過磷酸鈣、磷酸二氫鉀等)的原料,也是生產(chǎn)飼料營養(yǎng)劑(磷酸二氫鈣)的原料。
工業(yè):磷酸是一種重要的化工原料,主要作用如下:
處理金屬表面,在金屬表面生成難溶的磷酸鹽薄膜,以保護金屬免受腐蝕。
和硝酸混合作為化學拋光劑,用以提高金屬表面的光潔度。
生產(chǎn)洗滌用品、殺蟲劑的原料磷酸酯。
生產(chǎn)含磷阻燃劑的原料。
食品:磷酸是食品添加劑之一,在食品中作為酸味劑、酵母營養(yǎng)劑,可樂中就含有磷酸。磷酸鹽也是重要的食品添加劑,可作為營養(yǎng)增強劑。
醫(yī)學:磷酸可用于制取含磷藥物,例如甘油磷酸鈉等。
濕法磷酸主要用于制造各種磷酸鹽,如磷酸銨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鈉、磷酸三鈉等和縮合磷酸鹽類。精制磷酸用于制飼料用磷酸氫鈣。用于金屬表面磷化處理,配制電解拋光液和化學拋光液用于鋁制品的拋光。醫(yī)藥工業(yè)用于制造油磷酸鈉、磷酸鐵等,也用于制造磷酸鋅作為牙科補牙粘合劑。用做酚醛樹脂縮合的催化劑,燃料及中間體生產(chǎn)用的干燥劑。印刷工業(yè)用于配制揩去膠印彩印版上污點的清洗液。還用于配制火柴梗漬液。冶金工業(yè)用于生產(chǎn)磷酸耐火泥,提高煉鋼爐壽命。是橡膠漿料的凝固劑及生產(chǎn)無機黏結(jié)劑的原料。涂料工業(yè)用作金屬防銹漆。
正磷酸是由一個單一的磷氧四面體構(gòu)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。
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(zhì)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(yīng)用較少,所以目前電池的回收技術(shù)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(jié)合了磷酸鐵鋰電池材料結(jié)構(gòu)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。
環(huán)保鋰電池回收設(shè)備全新的廢舊磷酸鐵鋰電池的回收方法,該方法對鋰離子具有非常高的回收率,制備得到的碳酸鋰的純度也非常高;實施例數(shù)據(jù),所述方法對鋰離子的回收率大于99%,得到的碳酸鋰的純度大于99.5%,其純度達到了電池碳酸鋰的標準,采用該方法制備得到的碳酸鋰無需進一步加工,可以直接作為電池原料,該方法在電池回收利用領(lǐng)域取得了突破性發(fā)展。
磷酸鐵鋰循環(huán)性能好、價格低、性好,并且具有快充的潛力,因此隨著國內(nèi)電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對磷酸鐵鋰電池的需求量也快速增加,目前電動大巴這類對性要求較高的汽車上使用的基本上都是磷酸鐵鋰電池。
所以磷酸鐵鋰電池在循環(huán)過程中的衰降一般不是由于正負活性物質(zhì)損失造成的,德國慕尼黑工業(yè)大學的Neelima Paul和他的團隊使用中子衍射的方法對長期循環(huán)的磷酸鐵鋰電池(LFP/MCMB)研究認為,造成磷酸鐵鋰電池壽命衰降的主要因素是在循環(huán)的過程中由于SEI膜重構(gòu)和生長造成的Li消耗。
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