碳酸锂和氢氧化锂是电池的原材料,它们的价格在市场上基本保持同涨同跌。那么,这两种材料有何区别呢?
碳酸锂和氢氧化锂都可以从锂辉石中提取,成本相差不大。但是,它们之间的转化需要额外的成本和设备,性价比不高。
两者的制备工艺不同。制备碳酸锂主要使用硫酸法,通过硫酸与锂辉石反应得到硫酸锂,然后在硫酸锂溶液中与碳酸钠反应,再经过分离和烘干制备碳酸锂;
制备氢氧化锂主要使用碱法,即通过锂辉石与氢氧化钙焙烧制取,也有一种称为碳酸钠加压法的方法,先制取含锂的溶液,再在溶液中与石灰反应,然后制备氢氧化锂。总之,锂辉石既可以用来制备碳酸锂,也可以用来制备氢氧化锂,但是工艺路线不同,设备无法共用,成本上并没有太大差异。另外,使用盐湖卤水制备氢氧化锂的成本要比制备碳酸锂的成本高得多。
碳酸锂转化为氢氧化锂的技术难度较小,但是成本和建设周期较高。碳酸锂制备氢氧化锂使用的是苛化法,通过碳酸锂与氢氧化钙反应产生氢氧化锂,工艺上相对成熟,但需要建设专门的生产线,不考虑折旧等生产成本,每吨至少在6000元以上,考虑环评等因素,建设周期至少为1-2年。当碳酸锂价格高于氢氧化锂价格时,碳酸锂苛化法将直接出售碳酸锂而不再进一步生产氢氧化锂。
氢氧化锂制备碳酸锂更简单,但也需要额外的成本。在氢氧化锂溶液中加入二氧化碳,即可得到碳酸锂溶液,再经过分离、沉淀和烘干即可得到碳酸锂。同样,这种工艺需要建设专门的生产线,并需要额外的添加成本。
氢氧化锂成为制备高镍三元材料必须的锂盐,因为高镍三元电池需要更低的烧结温度。水热法制备磷酸铁锂(LFP)产品也需要使用氢氧化锂。NCA和NCM811需要使用电池级氢氧化锂,而NCM622和NCM523既可以使用氢氧化锂,也可以使用碳酸锂。
通常情况下,使用氢氧化锂制备的产品具有更优异的功能。具体来说:
烧结温度:8系及以上的三元正极材料通常具有较低的烧结温度。如果使用碳酸锂作为锂源,由于煅烧温度不够,容易导致分解不完全,正极表面的游离锂过多,碱性太强,增加了对湿度的敏感性。因此,高镍三元正极通常使用氢氧化锂作为锂源。
放电容量/振实密度:使用氢氧化锂作为锂源材料,首次放电容量高达172mAh/g,并且具有更好的振实密度,具有更大倍率的充放电性能。
一致性:相比碳酸锂,氢氧化锂具有更好的稳定性和一致性,更适用于高端正极材料。
循环寿命:使用氢氧化锂作为锂源制备的三元材料,颗粒更加均匀,从而可以大幅提升三元材料的循环寿命。