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隨著新能源產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，動(dòng)力鋰離子電池的消耗日益增多，磷酸鐵鋰電池由于其適中的能量密度、良好的安全性及低成本等優(yōu)勢(shì)而具有較大的市場(chǎng)占有量。由于地球上的鋰儲(chǔ)量有限，勢(shì)必影響鋰離子電池的進(jìn)一步發(fā)展。另一方面，磷酸鐵鋰動(dòng)力電池巨大消耗勢(shì)必產(chǎn)生大量的廢舊電池，若能進(jìn)行綜合回收利用，不僅減少了環(huán)境污染，還能再生生產(chǎn)電池原料，具有重要的意義。在迄今所開(kāi)發(fā)的廢舊磷酸鐵鋰電池正極材料回收技術(shù)中，濕法回收不僅工藝簡(jiǎn)單，還可生產(chǎn)高品質(zhì)的碳酸鋰等材料。以下介紹鋰電池相關(guān)材料的濕法消解處理方案。

電池介紹

磷酸鐵鋰電池，是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料。從材料的原理上講，磷酸鐵鋰也是一種嵌入/脫嵌過(guò)程，這一原理與鈷酸鋰，錳酸鋰完全相同。磷酸鐵鋰電池屬于鋰離子二次電池，一個(gè)主要用途是用作動(dòng)力電池，相對(duì)NI-MH、Ni-Cd電池有很大優(yōu)勢(shì)。磷酸鐵鋰電池充放電效率較高，倍率放電情況下充放電效率可達(dá)90%以上。而鉛酸電池約為80%。

電池應(yīng)用

由于磷酸鐵鋰動(dòng)力電池具有上述特點(diǎn)，并且生產(chǎn)出各種不同容量的電池，很快得到廣泛地應(yīng)用。它主要應(yīng)用領(lǐng)域有：

1、大型電動(dòng)車(chē)輛：公交車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)、景點(diǎn)游覽車(chē)及混合動(dòng)力車(chē)等；

2、輕型電動(dòng)車(chē)：電動(dòng)自行車(chē)、高爾夫球車(chē)、小型平板電瓶車(chē)、鏟車(chē)、清潔車(chē)、電動(dòng)輪椅等；

3、電動(dòng)工具：電鉆、電鋸、割草機(jī)等；

4、遙控汽車(chē)、船、飛機(jī)等玩具；

5、太陽(yáng)能及風(fēng)力發(fā)電的儲(chǔ)能設(shè)備；UPS及應(yīng)急燈、警示燈及礦燈（安全性最好）；

6、替代照相機(jī)中3V的一次性鋰電池及9V的鎳鎘或鎳氫可充電電池（尺寸完全相同）；

7、小型醫(yī)療儀器設(shè)備及便攜式儀器等。

這里舉一個(gè)用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池替代鉛酸電池的應(yīng)用實(shí)例。采用36V/10Ah（360Wh）的鉛酸電池，其重量12kg，充一次電可行走約50km，充電次數(shù)約100次，使用時(shí)間約1年。若采用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池，采用同樣的360Wh能量（12個(gè)10Ah電池串聯(lián)組成），其重量約4kg，充電一次可行走80km左右，充電次數(shù)可達(dá)1000次，使用壽命可達(dá)3～5年。雖然說(shuō)磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的價(jià)格較鉛酸電池高得多，但總的經(jīng)濟(jì)效果還是采用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池更好，并且在使用上更輕便。

鋰電池正極材料測(cè)定鐵含量

試劑：濃硝酸、鹽酸：1+1體積比、高純碳酸鋰、氯化鉀（10%）、鋰標(biāo)準(zhǔn)貯存溶液（1mg/mL)

儀器：HT-250石墨加熱板

實(shí)驗(yàn)步驟：

稱取試樣0.5000g置于250mL燒杯中，加少量水潤(rùn)濕試樣，加入25mL鹽酸(1+1)，蓋上表面皿，放置HT-250石墨加熱板上加熱溶解，待試樣分解后，取下稍冷，加入10mL硝酸繼續(xù)加熱溶解，蒸發(fā)至體積5mL左右，取下稍冷，加入20mL水，煮沸，取下冷卻，用蒸餾水沖洗表面皿，移入250mL容量瓶中，以水稀釋至刻度，搖勻。

鎳錳鈷鋰材料測(cè)定

試劑：1:1王水

儀器：全自動(dòng)石墨消解儀G8、特氟龍消解管（50ml）

實(shí)驗(yàn)步驟：

稱取樣品0.2g，置于PTFE消解管中，加入1:1王水10ml，搖勻2min后支架下降至加熱模塊中，G8消解儀程序升溫至195℃，保持25min，消解管支架上升，冷卻，最后定容至50mL待測(cè)。同時(shí)做空白試樣。

鋰離子電池石墨負(fù)極材料消解

實(shí)驗(yàn)儀器：A8微波消解儀

實(shí)驗(yàn)試劑：鹽酸、硝酸

實(shí)驗(yàn)步驟：稱取試樣0.1g(精確至0.0001g)于清洗干凈的消解罐中，加入3 mL濃硝酸和9 mL濃鹽酸，混勻。按下表微波消解程序消解，消解完成后，冷卻到室溫，過(guò)濾，定容至100 mL。同時(shí)做空白。

消解程序

鋰電池新能源的快速發(fā)展，磷酸鐵鋰回收料成份的分析研究，鋰電池制備及能源如何充分利用，鋰電池負(fù)極材料石墨是否完全消解及鋰電池的性能的研究是實(shí)驗(yàn)人員重要課題方向。每個(gè)課題需有力的數(shù)據(jù)支撐，前處理消解格丹納不管是全自動(dòng)石墨消解儀還是石墨電熱板助力于消解，為穩(wěn)定分析環(huán)境助力。了解更多相關(guān)電池的消解關(guān)注格丹納。