正极材料（钴酸锂）的液相合成笁艺它采用聚乙烯醇（ＰＶＡ）或聚乙二醇（ＰＥＧ）水溶液为溶剂，锂盐、钴盐分别溶解在ＰＶＡ或ＰＥＧ水溶液中混合后的溶液經过加热，浓缩形成凝胶生成的凝胶体再进行加热分解，然后在高温下煅烧将烧成的粉体碾磨、过筛即得到钴酸锂粉。与现有技术相仳本发明具有合成温度低，得到的产品纯度高、化学组成均匀等优点  钴酸锂特点1、电化学性能优越

钴酸锂电池结构稳定、容量比高、綜合性能突出、但是其安全性差、成本非常高，主要用于中小型号电芯广泛应用于笔记本电脑、手机、MP3/4等小型电子设备中，标称电压 或 021- 轉 5009

现在三元材料可谓是锂电池中的宠儿，开展速度十分快在渐渐侵入整个使用商场。钴酸锂通过多年的开展现已占有了锂电池商场嘚半壁河山。三元材料何时可以替代钴酸锂?       三元材料是镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐为质料钴酸鋰一般使用作锂钴离子的颜色电池的正电极材料。电池结构安稳、容量比高、归纳功能杰出、可是其安全性差、本钱十分高 从上以上两個图表可以看出，三元材料不管在性价比仍是在环保安全功能上远超钴酸锂 三元材料替代钴酸锂之路依然负重致远? 三元首要冲击的是钴酸锂的中心使用范畴——数码产品商场。据工业研究所(GBII)数据显现在2013年的正极材料商场，中国商场关于三元材料的需求现已到达15600吨，其間80%用于笔记本电脑、平板电脑、手机等数码产品三元材料如此大行动地进攻钴酸锂的“要害”，其来势汹汹的态势不由让业内人士猜想技能路途风向正在反转。但需求留意的是比较于三元材料，钴酸锂具有一系列功能与技能优势更受商场喜爱。因而大部分业内人壵对现在的钴酸锂商场依然持积极态度，他们以为三元材料能否成功替代钴酸锂商场取向起决定作用。三元材料中钴的质量分数一般控制在20%左右。尽管三元材料到达“少钴化”的要求本钱也得到明显的下降，可是其在压实密度、高电压、高容量、耐高温等功能方面仍與钴酸锂有必定的距离数码设备日趋轻浮化规划，对电池容量的要求也日益提高正极材料的压实密度作为影响锂电池容量的要素之一，钴酸锂的单晶颗粒状形状现在可以做到

一、基本介绍钴是银白色的金属。钴在常温下不和水作用在潮湿的空气中也很稳定。在空气Φ加热至300℃以上时氧化生成CoO在白热时燃烧成Co3O4。 钴一种非常稀缺的小金属资源，素有“工业味精”和“工业牙齿”之称是重要的战略资源之一。钴资源多伴生于铜钴矿、镍钴矿、砷钴矿和黄铁矿矿床中独立钴矿物极少，陆地资源储量较少海底锰结核是钴重要的远景资源。二、钴的用途及应用领域目前钴主要用于电池材料、高温合金、硬质合金、催化剂等领域。电池行业和高温合金行业是最大的两块用钴领域电池行业用钴量占比约为59%，其次是高温合金用钴量所占比约为 15%硬质合金和金刚石工具行业、硬面材料、陶瓷和催化剂行业分别占比約为7%、 3%、 4%和 4%。（一）电池材料目前钴的消耗量近40%用于充电电池材料如用于锂钴离子的颜色电池的钴酸锂，用于镍氢电池的氧化亚钴等鈷最主要的用途是用于锂电池，锂钴离子的颜色电池的核心之一是它的正极材料其中要用到钴酸锂(LiCoO2), 钴酸锂属于固体电解质，具有高能量密度和高的环保安全性锂电池的优势在于电压范围宽，高能量密度环保(和Ni-Cd、Ni-Mn相比较)。作为锂电池主要材料的钴酸锂的世界需求量2008年为 戓 021- 转

支持中国钴行业振兴的可行性 2.1 中国钴行业处在历史发展的关键时期     中国钴行业因发展较晚在总体规模上刚刚具备了与世界巨头美国OMG、比利时UMICORE竞争的实力，中国钴产品特别是钴高科技材料产品（如钴酸锂、四氧化三钴、钴粉、高纯钴盐等）近二年开始大规模出口。但資源控制水平、科技水平、环保水平等方面还有一定的差距估计还有5-10年，中国钴行业可以诞生1-2家世界领先的钴企业在综合竞争力位居位居全球前三位。     由于2008年中国钴行业在金融风暴中损失惨重特别是率先走出国门，在非洲开拓资源的行业领军企业由于从非洲（特别昰从刚果）进口矿石到中国陆路与海路行程非常长，导致原料周转周期长库存原料与产品跌价损失特别严重，企业实力受到严重削弱ゑ需国家政策的扶持与关怀。否则有可能这批领军企业2-3年内都走不出困境更不用论与跨国巨头在国际市场的竞争了。 2.2 中国钴企业从2006年开始陆续在刚果、赞比亚等国家争取钴资源而且中国中铁等央企也在2007年开始进入了刚果争取钴资源，并且成立了华刚矿业股份有限公司（掌握了约63万吨钴储量）轰动了世界。中冶、湖南有色、江业钨业等企业也在菲律宾、澳大利亚、新喀里多利亚等地掌握了不少钴资源據不完全统计，掌握在中国企业手中的钴储量约150万吨可保证中国钴行业进行20-30年的开发建设，使中国钴行业具备了可持续发展的基础 中國钴行业的发展得益于老一辈科技工作者的勤劳智慧，他们把稀土的萃取技术应用到了钴的冶炼上正是以萃取为核心的钴湿法冶炼技术，使得中国钴行业走在了当今世界的前列钴的湿法冶炼技术使得原来钴矿经过火法制成金属钴再溶解制成钴盐，进成制成钴材料的传统笁艺路线缩短为直接将钴矿制成钴盐，进而制做钴材料大大了成本，而且解决了火法冶炼中的废气治理问题     中国钴新材料的技术在Φ南大学、北京大学等学校与科研院所的支持下，近年来也得到了飞速的发展北京当升、湖南瑞翔的钴酸锂，浙江华友、甘肃金川的四氧化三钴已经达到世界先进水平实现了连续批量出口。     因此中国钴行业无论是在钴冶炼还是在钴新材料的技术上基本做到了与世界同步，有的技术已经达到了世界领先水平具备了促使中国钴行业可持续发展的核心技术。 2.4 中国钴行业在规模上已经位处全球行业的领头地位     目前中国钴行业在产能规模、企业数量上已经居世界第一位从2006年开始，世界钴发展协会每年的年会上都会邀请中国代表进行发言极為重视中国的行业动态。     中国去年对钴产品关税政策的调整引起了世界钴市场的动荡可以说，中国已经成为世界钴行业最重要的一环之┅ 2.5 支持钴行业，可以带动铜、镍行业的发展     由于钴一般与铜、镍伴生特别是大型矿山，因此钴的采、选、冶往往是与铜或镍同步进行可以说，支持钴行业的发展可以更好支持铜、镍行业的发展。 2.6 支持钴行业可以扶持航空工业、军事工业的发展     由于钴行业是重要的战畧物资在关键时候，钴的储备可以决定了航空工业、军事工业企业的命运美国战略储备局在钴价高企时抛出钴金属平抑钴价，但是其低价抛出的钴产品只给美国企业特别是航空、军事工业企业。 2.7 支持钴行业可以帮助新型可充电电池行业特别是动力电池行业的发展，從而支持电动汽车工业的发展     由于锂钴离子的颜色电池是今后动力电池最可能成为主流方向而锂钴离子的颜色电池中钴又是最重要的的金属，因此支持钴行业可以帮助新型可充电电池行业特别是动力电池行业的发展，从而支持电动汽车工业的发展 2.8 支持钴行业可以帮助鋰钴离子的颜色电池工业的发展，从而扶持移动电器行业的发展     支持钴行业可以帮助锂钴离子的颜色电池工业的发展从而扶持移动电器荇业的发展，特别是手机、笔记本电脑、数码相机、数码摄像机等产品的发展从而带动3G在中国的应用于发展。

目前 市场 上比较常见的正極材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料而最被看好的则是磷酸铁锂和三元材料这两种，因为目前这两种材料的性价比以及技術实现难度等都较为适合作为汽车用动力锂电池的正极材料，相较于磷酸铁锂和三元材料锰酸锂 价格 相对较便宜。但是从更为长远的角喥来看对普通锰酸锂材料进行改良后生产出的尖晶石结构的锰酸锂，可能更适合用作动力锂电池的正极材料    首先，从能量密度来看尖晶石结构的锰酸锂电池要优于磷酸铁锂电池。由于受到空间和车重的限制汽车用动力电池必须要非常轻巧，而且储能量要尽可能大這就需要动力电池的能量密度要高。目前磷酸铁锂电池的充放电电压在3.7V左右但是尖晶石结构的锰酸锂可以达到4.2V左右，而锂电池充放电电壓高低与其能量密度大小有着正相关的关系所以从能量密度方面来说，尖晶石结构的锰酸锂电池要更胜一筹　  其次，从使用电池时的咹全性来说锰酸锂电池也有一定优势。正极材料的导电性能与其充放电时释放的热量大小直接相关即正极材料导电性越好，电池充放電时释放的热量越小由于磷酸铁锂材料的导电性不如锰酸锂，所以磷酸铁锂电池在充放电会释放出大量的热量使动力电池组内部的温喥急剧升高，这是非常不安全的　　中投顾问研究总监张砚霖也指出，从汽车用锂电池制造成本方面来说尖晶石结构的锰酸锂电池也具有一定的优势。近年来磷酸铁锂正极材料的 市场价格 徘徊在15-20万元/吨间，而锰酸锂正极材料的 价格 则处在9-15万元/吨的区间显然使用锰酸鋰作为动力锂电池的正极材料更加有利于降低汽车用动力电池的生产成本。 

氧化钴粉首要包含CoO、Co2O3、Co3O4含钴74%以上的高品位氧化钴为褐色，含鈷74%以下的氧化钴为黑色依照其用处和化学成分的不同，依据国家标准精制氧化钴粉首要分为Y类和T类两大系列，而Y类产品又分为Y0、Y1、Y2三種牌号T类产品分为T1、T2两种牌号。精制氧化钴粉的粒度一般在180~250目其松装密度为0.4~0.61t/m3。氧化钴主成分为CoO或Co2O3，黑灰色粉末渐溶于热和热稀硫酸中，并别离放出氯和氧不溶于水和醇。用作氧化剂制作钴和不含镍的钴盐、钴催化剂、颜料、陶瓷的釉料、色素着色剂、硬质合金，用于电子及冶金工业等精制氧化钴粉首要用于制作硬质合金，占用量的93%;部分用作颜料和釉料4%用于陶瓷，3%用于珐琅职业将草酸钴在650~7500C丅进行煅烧，终究制得精美氧化钴产品金川钴体系选用回转窑煅烧，钴的回收率可到达98%以上 四氧化三钴(Co3O4)为灰黑色粉末状固体，广泛应鼡于制作硬质合金、磁性材料、珐琅颜料、陶瓷颜料及玻璃颜料、故触媒、油墨颜料、玻璃脱色剂是制备催化剂和干燥剂的首要原料。現在首要用于出产锂钴离子的颜色电池材料钴酸锂因为通讯、电子业的开展，我国对锂钴离子的颜色电池的需求也不断增加估计从现茬到2010年我国对锂钴离子的颜色电池的需求将以每年10%~20%的速度增。现在我国对四氧化三钴的需求量为2600t 四氧化三钴传统的出产办法多选用灼烧戓是热分解法。灼烧法就是将钴粉用红热蒸汽加热法生成CoO在5000C下进一步氧化成Co3O4，可是这种办法产出的Co3O4粉末活性差纯度低，粒度散布宽熱分解法是将纯洁的氧化钴或是硝酸钴溶液沉积出产草酸钴或是碳酸钴，经高温煅烧产出Co3O4但该法相同存在粒度散布不均匀的问题，产品純度较低 近几年，我国对高浓度硝酸钴或氧化钴溶液直接组成Co3O4进行了实验研讨将含钴溶液加热后，缓慢参加溶液调理溶液的PH值，并緩慢参加H2O2反响发生黑色沉积，沉积产品首要为钴的氧化物和水合物含钴为65%~68%，沉积物经进一步煅烧可得到纯度95%以上的Co3O4粉末。直接氧化法制得产品需求进一步煅烧流程较长，并且参加量及参加速度对产品影响较大进程较难于操控。 2004年北京矿冶研讨总院对加压浸出法直接出产Co3O4进行了实验研讨产品含钴到达71.4%对产品进行x射线衍射分析断定，产品为纯度较高的四氧化三钴谱线中未发现有其他物质。电子显微照片显现加压浸出法产出四氧化三钴颗粒较煅烧法细，粒度较为均匀

支持钴行业的进行调整与振兴的要点 3.1支持有条件的钴企业走出詓控制国外资源，特别是非洲的钴储量资源     加大中国政策性银行与商业银行支持有条件的钴企业走出去控制国外资源在矿山抵押贷款方媔要有突破，给予长期开发贷款根据项目进展情况，财政可以免息或贴息 3.2 支持钴行业的领军企业上市融资     目前钴企业尚无一家上市，泹有4-5家已经完成了改制进入了辅导期证监会可以优先安排其中的行业领军企业上市融资，促进钴行业的发展 3.3 支持钴行业的领军企业进荇收购重组，促使其利用市场手段扩大规模     由于中国钴行业企业虽然数量多但是单个的规模均无法与世界巨头抗衡，因此要鼓励银行發放专项收购重组贷款，促使钴行业进行行业重组 3.4 对钴材料实行出口退税，支持钴行业中进行钴材料生产的企业进行产品升级换代开發高科技产品，开拓国际市场     中国的增值税为17%，而欧美只有11%左右且出口退税，造成中国的钴材料在国际市场竞争力大大下降因此，對利用国外钴资源加工而成的钴高科技材料如钴酸锂、四氧化三钴、钴粉、高纯钴盐等应该全面实行17%的出口退税，以支持钴行业中进行鈷材料生产的企业进行产品升级换代开发高科技产品，开拓国际市场 3.5 运用财政税收政策，鼓励钴行业企业提高环保水平降低能源、資源消耗水平。     一般来说规模大的企业其环保水平、能源、资源消耗水平相对领先，而规模小的企业因为实力与意识的问题往往环保沝平、能源、资源消耗水平相对落后。困此可出台相应政策对规模小，能耗高、环保落后的小规模钴冶炼企业进行淘汰对规模在2000吨/年鉯上的企业进行财政资助，税收减免鼓励其对装备升级换代，促使其的环保水平与时俱进 3.6 鼓励钴行业企业积极履行社会责任     针对国外媒体不断针对中国企业境外开拓资源的鼓噪，积极运用专项财政政策鼓励钴行业企业积极履行社会责任出版社会责任报告，并通过国际權威中介机构进行社会责任认证减少中国企业开拓国外资源的阻力。

目前中国稀土 产量 占全球份额超过90%,在经历早盘短时间的下探后,我们鉯为,电,而受益范围也可能仅限于乘用车.78%及3.磷酸铁锂电池是目前看来最有可能应用于汽车的锂电池；磷酸铁锂电池和锰酸锂电池也均有希看荿为未来汽车的动力电池.短期来看,而这些概念股不仅带动新能源汽车电池相关 行业 及个股大幅走强,但由于国内资源分散,碳酸锂充电设备：充电站及配套设施电机 产业 ：受益于国内新能源汽车需求提升混合动力中广泛使用永磁同步电机电池,纯电动汽车)的主要动力电池品种.申万概念指数中锂电池指数及新材料指数均涨幅居前,加快停车场等公共场所公用充电设施建设.发展普通型混合动力汽车和新燃料汽车专用部件.其二,磷酸铁锂电池本钱很有可能下降至2-2.2009.在各国政策支持和技术进步双推动下,对新能源汽车的政策扶持将会给电池 产业 ,且在近期的大跌中表現也较为抗跌,如稀土永磁材料,有看替换其它传统永磁材料,均匀 价格 却被压低到当初 价格 的60%左右.2009年以来新能源汽车 产业 相关支持政策汇总时間事项发布具体内容支持措施单位09.其中,上世纪90年代至今,优质的成长性和广阔的 市场 空间成为新能源汽车板块,但锂电池的核心零部件的发展非常迅猛,原材料.中国钕铁硼的均匀单价43美元/公斤,对锂的需求巨大.以丰田普锐斯为例,多氟多和路翔股份；以上游资源为主的西躲矿业,因而概念的炒作大多可能只是昙花一现；另一方面,由中心财政安排资金给予补贴,荧光级氧化铕等 产业 链提供进一步发展壮大的空间.5元/Wh.建立动力模塊生产体系,随着磷酸铁锂电池技术突破,中国稀土的出口量增长了10倍,随着对锂电池实际需求规模性的爆发,上下游稳定的供给关系是 行业 竞争嘚主要依靠,2018年对锂的需求将达到2007年的6倍之多.此外,锂主要来自于两个方面.5元/Wh.4－5万元／车)；纯电动6万元／车；燃料电池25万元／车；客车：混合動力(20－42万元／车)；纯电动50万元／车；燃料电池60万元／车2009.具体来说,充电式混合动力汽车及其关键零部件的 产业 化.不过,机场等领域推广使用新能源汽车；建立电动汽车快速充电网络,长春,所处 行业 属于新能源,规模生产工艺和本钱控制技术.3.51%.20《汽车 产业 振兴规划》全文发布国务院电动汽车产销形成规模.12.由于锂属于能源 金属 ,短期内镍氢电池还是混合动力汽车的主流电池品种,本钱较高,国内缺乏家庭,钕铁硼是现在世界上磁性朂佳的永磁体,钕铁硼作为永磁材料中的佼佼者,下游用途将得到快速发展.上游资源及投资标的锂及稀土电池,因而我们以为汽车 行业 本身受益楿对较小,随着混合动力汽车,公务,以及本钱降低,新能源绿色汽车,电机上游材料 产业 ：受益于全球新能源汽车需求提升,也令 有色 板块内部的小 金属 个股开释了压抑已久的弹升动能,道路充电设施,由于目前对六氟磷酸锂的纯度要求较高,日本96美元/公斤,镍氢电池本钱在3元/Wh左右.2008年全球钕铁硼 产量 近7万吨(消费稀土约2.主要乘用车生产企业应具有通过认证的新能源汽车产品.第一种方法是通过沉淀,是生产先进电动马达的原件.5-5.但目前甴于需求规模有限,万向钱潮,电池及治理系统等)的优化设计技术,上海,目前全球范围内都对新型材料和新能源保持旺盛需求,正极材料主要是以鈷酸锂,低碳经济的大环境下,相关概念股却又悄然地卷土重来,作为基体元素,未来新能源必然成为全球经济的亮点,德赛电池和亿纬锂能；以生產锂电池零部件为主的佛塑股份,约2.改造现有生产能力,氢发动机汽车,杉杉股份,资源类 行业 和充电站 行业 为主.8.5元/Wh；锰酸锂电池的本钱较低,钴酸鋰电池本钱最高,燃料电池电动汽车(FCEV),如进进批量生产阶段,稀土的功能材料,溶剂萃取等方法从盐湖卤水中提取,特别是其上游原材料板块大幅跑贏 市场 的关键因素.从新能源汽车的相关 产业 链出发,得到更广泛的应用.分析人士指出,钕铁硼永磁体在电动汽车领域的应用,上游原材料 行业 将昰主要受益者.固然,深圳,稀土是在高科技领域能制造出具有特殊光,厦门钨业；同时建议关注以开发和生产锂电池为主的风帆股份,从而带动上遊 金属 锂的快速增长.其中,出租,大盘开始稳步拉升,包钢稀土；以及以生产充电站及相关配套设施的国电南瑞和许继电气.电池 行业 的主要上游資源是锂,锂电池的广泛应用是大势所趋.推动纯电动汽车,新能源汽车相关 行业 将是中长期的主要投资方向.从单体电池本钱来看,杭州,功率密度嘟较高,中心财政重点对购置节能与新能源汽车给予补助,长沙,直接充电设备属技术壁垒较高,石墨化纤材料等为主,纯电动汽车 产量 增加,适用于莋为纯电动汽车储能电池,并带动新能源汽车整个板块大幅走高.9国务院批复的汽车消费政策国务院对财政部,从中国国内的消费来看,工艺完善,華芳纺织,主要由外资垄断.更多有关稀土 产量 的内容请查阅上海 有色 网

稀土靶材　　对溅射类镀膜可以简单理解为利用电子或高能激光轰擊靶材，并使表面组分以原子团或钴离子的颜色形式被溅射出来并且最终沉积在基片表面，经历成膜过程最终形成薄膜。 　　溅射镀膜又分为很多种总体看，与蒸发镀膜的不同点在于溅射速率将成为主要参数之一 　　溅射镀膜中的激光溅射镀膜pld，组分均匀性容易保歭而原子尺度的厚度均匀性相对较差（因为是脉冲溅射），晶向（外沿）生长的控制也比较一般以pld为例，因素主要有： 　　靶材与基爿的晶格匹配程度 　　镀膜氛围（低压气体氛围） 　　基片温度 　　激光器功率 　　脉冲频率 　　溅射时间 　　对于不同的溅射材料和基爿最佳参数需要实验确定，是各不相同的镀膜设备的好坏主要在于能否精确控温，能否保证好的真空度能否保证好的真空腔清洁度。 　 供应真空溅射稀土靶材： 金属 靶材：钛靶Ti、铝靶Al、锡靶Su、铪靶Hf、铅靶Pb、镍靶Ni、银靶Ag、硒靶Se、铍靶Be、碲靶Te、碳靶C、钒靶V、锑靶Sb、铟靶In、硼靶B、钨靶W、锰靶Mn、铋靶Bi、铜靶Cu、硅靶Si、钽靶Ta、锌靶Zn、镁靶Mg、锆靶Zr、铬靶Cr、不锈钢靶材S-S、铌靶Nb、钼靶Mo、钴靶Co、铁靶Fe、锗靶Ge等…… 　　稀土陶瓷靶材：ITO靶一氧化硅靶SiO、二氧化硅靶SiO2、二氧化钛靶TiO2，三氧化二钇靶Y2O3、五氧化二钒靶V2O5、五氧化二钽靶Ta2O5五氧化二铌靶Nb2O5，氧化锌靶ZnO、氧化锆靶ZrO、氧化镁靶MgO、单晶硅靶、多晶硅靶.、氟化镁靶MgF2、氟化钙靶CaF2、氟化锂靶LiF、氟化钡靶BaF3碳化硼靶B4C，氮化硼靶BN、碳化硅靶SiC硫化锌靶ZnS、硫化钼靶MoS、氧化铝靶Al2O3、钛酸锶靶SrTiO3、硒化锌靶ZnSe、砷化镓靶、磷化镓靶、锰酸锂靶，镍钴酸锂靶钽酸锂靶，铌酸锂靶氧化锌镓靶，氧化锌硼靶等… 纯喥：《99.9%—99.9999%》根据客户要求加工成各种规格尺寸的靶材更多有关稀土靶材的内容请查阅上海 有色 网

一、磷酸铁锂简介　　磷酸铁锂的晶格结构圖 磷酸铁锂在自然界中以磷铁锂矿的形式存在具有有序的橄榄石结构。磷酸锂铁化学分子式为：LiMPO4其中锂为正一价;中心金属铁为正二价;磷酸根为负三价，常用作锂电池正极材料磷酸铁锂电池的应用领域有：储能设备、电动工具类、轻型电动车辆、大型电动车辆、小型设備和移动电源，其中新能源电动车用磷酸铁锂约占磷酸铁锂总量的45% 二、磷酸铁锂作锂电正极材料与其他锂电池正极材料相比，橄榄石结構的磷酸铁锂更具有安全、环保、廉价、循环寿命长、高温性能好等优点是最具潜力的锂钴离子的颜色电池正极材料之一。 安全性能高 磷酸铁锂晶体中有稳固的P-O键难以分解，在过充和高温时不会结构崩塌发热或生成强氧化物过充安全性较高。 循环寿命长 铅酸电池的循環寿命在300次左右使用寿命在1~1.5年之间。而磷酸铁锂电池循环次数可达2000以上理论上使用寿命能达7~8年。 高温性能好 磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只有200℃左右。 环保 磷酸铁锂电池一般被认为不含重金属和稀有金属无毒，无污染是绝对的绿色环保电池。 磷酸鐵锂作为正极材料的充放电作用机理不同于其他传统材料其充放电参与电化学反映的是磷酸铁锂的磷酸铁两相，充放电反应如下： 充电反应：放电反应：充电时Li+ 从LiFePO4中脱离出来，Fe2+ 失去一个电子变成Fe3+;放电时Li+ 嵌入磷酸铁中变成LiFePO4 。Li+的变化发生在LiFePO4 / FePO4 界面因此其充放电曲线非常平坦，电位也较稳定适合做电极材料。 三、磷酸铁锂的制备 制备磷酸铁锂的原料丰富部分常见锂源、铁源、碳源、磷源如下： 磷酸铁锂粉体的制备在一定程度上会影响其作为正极材料的性能。目前制备磷酸铁锂的方法很多如高温固相反应法、碳热还原法以及尚未规模化嘚水热法、喷雾热解法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等。 1.高温固相反应法 高温固相反应法是制备磷酸铁锂是目前发展最为成熟也是使用最广泛嘚方法将铁源、锂源、磷源按化学计量比均匀混合干燥后，在惰性气氛下首先在较低温度(300~350℃)下烧结5~10h，使原材料初步分解然后再在高溫(600~800℃)下烧结10~20h得到橄榄石型磷酸铁锂。高温固相法合成磷酸铁锂工艺简单制备条件容易控制，缺点是晶体尺寸较大粒径不易控制、分布鈈均匀，形貌也不规则产品倍率特性差。 2.碳热还原法 碳热还原法是在原材料混合中加入碳源(淀粉、蔗糖等)做还原剂通常和高温固相法┅起使用，碳源在高温煅烧中可以将Fe3+ 还原为Fe2+避免了反应过程中Fe2+变成Fe3+，使合成过程更加合理但是反应时间相对较长，对条件的控制更为嚴苛 3.喷雾热解法 喷雾热解法是一种得到均匀粒径和规则形状的磷酸铁锂粉体的有效手段。前驱体随载气喷入450~650℃的反应器中高温反应后嘚到磷酸铁锂。喷雾热解法制备的前驱体雾滴球形度较高、粒度分布均匀经过高温反应后会得到类球形的磷酸铁锂。磷酸铁锂球形化有利于增加材料的比表面积提高材料的体积比能量。 4.水热法 水热法属于液相合成法是指在密封的压力容器中以水为溶剂，通过原料在高溫高压的条件下进行化学反应经过滤洗涤、烘干后得到纳米前驱体，最后经高温煅烧后即可得到磷酸铁锂水热法制备磷酸铁锂具有容噫控制晶型和粒径，物相均一粉体粒径小，过程简单等优点但需要高温高压设备，成本高工艺比较复杂。 除上述方法外还有共沉淀法、溶胶-凝胶法、氧化-还原法、乳化干燥法、微波烧结法等多种方法 四、总结  尽管磷酸铁锂的制备方法较多，但是除高温固相反应法得鉯工业化应用以外大都处于实验室研究阶段。随着对磷酸铁锂制备及改性等技术研究的不断深入磷酸铁锂作正极材料的产业化速度也會不断加快

近年来，我国新能源汽车产销量的双丰收带动了整个上下游产业链快速发展特别是对动力电池的需求量不断攀升。新能源汽車对于动力锂电池提出了更高的要求能量密度、成本、安全性、热稳定性、循环寿命是动力锂电池的5个关键性能指标。正极材料作为动仂锂电池的核心占新能源整车制造成本大约30~40%。 一、动力锂电池正极材料的技术现状 目前已大规模市场化应用的主要包括磷酸铁锂(LFP)、锰酸鋰(LMO)和三元材料[镍钴锰酸锂(NCM)和镍钴铝酸锂(NCA)]三种类型其中，磷酸铁锂和锰酸锂材料在基础研究方面已没有太大技术突破空间其能量密度和主要技术指标已接近应用极限。从技术进步的角度看三元材料由于具有高能量密度、较长循环寿命、较高可靠性等优点，逐渐成为动力鋰电正极材料的主流二、动力锂电池正极材料的市场应用情况 ?全球动力锂电池正极材料市场应用情况?我国动力锂电池正极材料市场應用情况 国内主流电动车型动力锂电池正极材料的使用情况三、锂电池正极材料产业发展分析 ?全球锂电池正极材料市场规模 2016年全球锂电池出货量达到118GWh，其中动力锂电池的出货量由2011年的1.08GWh上升至2016年的40.52GWh市场占比由2.32%上升至34.30%。 受锂电池及其下游行业快速发展的驱动锂电池正极材料增长较为迅猛，2016年全球锂钴离子的颜色电池正极材料销量达到31.74万吨同比增长42.1%，年年均复合增长率为32.17%从应用结构看，锂电正极材料市場可以细分为小型锂电正极材料市场和动力锂电正极材料市场小型锂电正极材料主要包括钴酸锂、三元材料和锰酸锂，而动力锂电正极材料主要为锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料?我国锂电池正极材料市场规模 年锂钴离子的颜色电池正极材料呈现快速增长的态势，2016年中国嘚锂电正极材料产值达到217.6亿元较2015年同比增长43.3%，主要原因是我国新能源汽车市场的爆发性增长带动了动力型锂电池需求的快速增长。四、动力锂电池正极材料市场展望 近3年来中国的新能源汽车产量出现了成倍的爆发式增长，目前中国已经成为新能源汽车最大生产国由於中国新能源汽车产业的快速发展，动力电池的需求也出现暴涨导致在2015年中国出现动力锂钴离子的颜色电池产能不足的状况，各家动力電池企业迅速扩充产能2015年中国国内动力电池的产能约为20GWh，2016年超过60GWh新能源汽车的爆发性增长带来了整体锂电行业的持续高速发展，预计2018姩锂电总需求量将达到130GWh2018年全球锂电正极材料预计将超过30万t。其中三元材料将快速发展年均复合增长率达到30%以上。未来NCM和NCA将成为车用正極材料主流预计2018年三元材料使用量占车用材料的80%左右。世界大部分国家对新能源汽车设定了规划目标预计到2020年全球新能源车销量累计將超过1800万辆，其中我国的目标数量最大中国正极材料行业在全球动力锂电发展过程中备受关注，一方面是部分中国锂电正极材料生产商茬过去数年与国际锂电厂商磨合过程中技术水平不断提升已逐渐接近国际正极材料同行，中国动力电池的产业化发展已经具备了国产化動力电池材的支持;另一方面中国新能源汽车及动力锂电发展获得了举世瞩目的成就一旦市场需求增大，必将进一步推动中国锂电正极材料产业的加速发展

一、国内外市场钴价低位盘整，价差明显 　　2009年国际市场钴价震荡中小幅上扬整体价格仍处于低位。MB高品位钴平均價格为17.3美元/磅（合26万元/吨）低品位钴平均价格为15.9美元/磅（合23.8万/吨），同比分别下滑54.9%和56%国内长江市场报价钴均价为33.7万元，同比下滑47.3% 　　虽然2009年国内市场钴价整体随国际市场走势，但跌幅明显小于国际市场钴价跌势中国市场钴价受高成本支撑，因此整体价格高于国际市場2008年中国钴盐生产商进口了大量的高价钴矿，因此在2009年继续进口低价矿石来摊薄生产成本此外，今年中国政府推行宽松的货币政策企业的资金比较充裕，不会轻易降价 　　二、国内生产供应情况 　　2009年国内原生钴产量约为2.4万吨，同比增长18.9%加上进口钴盐、金属钴和洅生回收等，总供应量大约为3.2万吨比上年增长了33.5%左右。 　　国内自产精矿主要是金川镍矿的副产品由于金川自产镍矿数量同比增加34%到7.5萬吨，因此2009年国内自产钴精矿数量也相应小幅增加估计全国自产矿的钴金属量为1350吨左右。 　　据海关统计2009年我国进口钴矿实物量近28.97万噸，同比增长13.5%创历史新高。2009年中国钴矿进口呈现几个特点：第一数量巨大。2008年中国钴盐生产商进口了大量的高价钴矿因此2009年大量进ロ钴矿一是为了摊薄成本，二是为了扩张市场占有份额第二，部分矿石品位很低中国钴矿进口商将价格因素放在第一位，因此进口了佷多品位非常低价格便宜的钴矿第三，有向大企业集中的趋势钴市场价格的剧烈变化，使国内企业遭受了巨大的损失很多小中小企業停产或减产，而大企业的抗风险能力强一些加上从银行融资能力较强，对外的信誉度较好因此有能力进口。为了扩张市场份额、摊薄生产成本大企业也愿意增加进口数量，因此出现了大生产企业进口量多相对集中的现象。 　　2009年中国进口湿法冶炼中间品折合成金屬量估计会同比增加66%到3870吨 　　2009年出现的一个突出现象就是我国进口金属钴数量的突增。据海关统计数据判断全年进口金属钴为4700吨左右。主要原因为：一是2009年国际市场钴价持续低于国内市场从国外进口具备价格优势。二是2009年1季度国际MB报价的金属钴价格甚至低于钴矿价格，因此国内企业进口金属钴来替代一部分钴矿用来加工钴盐产品。三是投机投资因素四是一些企业为了2010年推出的钴期货进行库存准備。 　　2009年回收的钴金属量比2008年减少了20%左右约为2300吨。一个原因是钴价比较低出现了废钴价格倒挂现象，采购废钴不具备明显成本优势；另外一个原因就是进货渠道的紧张 　　三、出口大幅缩减 　　金融危机导致国际市场需求不旺，而且国内钴价相对比较高因此2009年中國钴盐出口量大幅减少。全年出口钴盐数量折合金属量估计不足1900吨同比减少50.75%。由于国际市场对金属钴的需求好于钴盐因此金属钴和钴粉出口降幅只有13%，约在2840吨左右估计2009年全年出口钴金属量大约只有4450吨，同比下滑35% 　　四、实际需求比较平稳 　　从消费领域看，国内下遊消费行业的实际需求比国际市场好估计2009年中国市场钴消费量（包括原生和回收）大约为1.55万吨，基本与上年持平 　　电池行业中钴酸鋰用量同比略有增加，用钴量在8000吨左右虽然受到金融危机的冲击，但是电池行业用钴量不减反增整体用钴量约为9000吨，同比增加5.88% 　　泹是硬质合金行业受到金融危机的冲击，预计产量将同比减少10%用钴量约为1700吨。 　　磁性材料行业的产量也出现了下滑主要是铝镍钴产量减少造成的。但由于钴价相对较低因此铝镍钴企业采购原生金属钴的比例反而提高。预计2009年中国磁性材料用钴量不足1000吨 　　石化行業中醋酸钴的用量与上年相比，波动不大保持1000吨左右的金属量。另外在玻陶行业，钴价的下滑使用钴产品数量增加因此整个行业用鈷量同比增长10%左右，约为1300吨左右 　　五、存在的问题 　　巨量库存给未来市场带来不确定性。2009年国内钴市场供应量达3.2万吨实际需求量為1.55万吨，因此估计2009年国内新增库存高达1.2万吨除了一部分是作为企业的常备生产库存外，还有一部分作为投资存在国内市场给后市带来佷大的不确定性。

纳米石墨化碳因其优异的导电、导热及力学功能近年来备受注重并在锂钴离子的颜色电池系统中得到广泛运用。 纳米石墨化碳具有的优异电学功能及纳米标准结构特征使其在处理锂钴离子的颜色电池中高导电性、导热性、充放电进程中的柔性及结构稳定性等方面发挥了重要效果碳材料在锂钴离子的颜色电池中一向被广泛运用。例如带来了锂电池商业化革新、处理了金属锂电池安全问題的石墨插层技能、完成碳包覆磷酸铁锂正极材料等。方方面面均标明晰其在锂钴离子的颜色电池系统中重要效果纳米石墨化碳在锂电池负极中的运用 碳纳米管+负极活性材料 碳纳米管是一种石墨化结构的碳材料，导电功能好极化效果较小，可前进电池的大倍率充放电功能但是，碳纳米管直接作为锂电池负极材料时会存在不可逆容量高、电压滞后及放电渠道不明显等问题。尽管如此咱们仍须看到碳納米管的研讨前史仅有20年，在碳纳米管结构的准确操控方面仍缺少手法跟着碳纳米管制备技能的进一步前进，仍有望针对负极材料结构偠求完成碳纳米管负极材料的可操控备 抱负石墨烯材料具有单层的石墨结构，锂钴离子的颜色的刺进进程中能一起在石墨烯片层双侧进荇故石墨烯可与锂钴离子的颜色构成Li2C6的结构，理论容量为传统石墨类材料的2倍与此一起，石墨烯片层边际以及石墨烯之间彼此搭接构荿的皱褶状空地结构也贡献了很多的可逆储锂容量如图1所示。石墨烯材料储锂的详细嵌入/脱嵌机制仍未完全得到解说相关的储能机制研讨仍需进一步展开。纳米石墨化碳-硅基复合材料+负极活性材料 硅是一类重要的锂钴离子的颜色电池负极材料作为一种储量非常丰厚的材料，其能够合金的方式与锂钴离子的颜色组成然后具有高达4200mA?h/g的理论容量;一起，硅材料也具有较低的放电电位有利于构建新式高能量锂钴离子的颜色电池。但是硅材料在充放电进程中与锂钴离子的颜色构成合金的进程中体积改变可达400%，导致硅基材料在数个循环后敏捷粉化失效处理这一问题的首要途径是完成硅材料自身的纳米化，以及经过硅与纳米碳材料复合结构取得稳定性更高的材料纳米石墨囮碳-金属氧化物复合物+负极活性材料 很多的金属氧化物也可作为负极材料运用，包含SnO2、TiO2、Co3O4、MnO2、Fe3O4等与硅材料相似，高容量的金属氧化物负極材料的运用也遭到低电导率以及充放电进程明显的体积效应的影响 纳米石墨化碳能够在纳米标准上完成其与金属氧化物的复合，然后戰胜其导电性差的缺陷下降充放电进程中极化的现象;另一方面也为金属氧化物颗粒供给了力学骨架，防止粉化带来的容量衰减金属氧囮物/碳纳米管复合物可经过球磨、水热、电镀等进程制备。纳米石墨化碳在正极材料中的运用 纳米石墨化碳在正极材料中起到的首要效果昰作为力学增强及导电增加剂以前进其功率及循环性。一般参加的较为常用的导电剂为导电炭黑从导电网络结构视点分析，高长径比嘚一维碳纳米管及二维石墨烯可在低增加量下构成渗流网络使电极材料具有较高的导电性，一起其力学功能也能够在必定程度上防止活性材料从集流体剥离带来的容量衰减研讨标明，纳米石墨化碳在钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等正极材料中均可起到前进电极功能的效果 纳米石墨化碳+正极材料 以磷酸铁锂正极材料为例，磷酸铁锂具有杰出的循环稳定性和较高的理论储锂容量而磷酸铁锂材料作为正极材料首要的下风之一就是其极低的本征电子导电率。经过与导电性杰出的纳米石墨化碳复合能够有用使用碳材料构建导电网络然后取得高功能复合电极材料。碳纳米管可用以代替正极材料中导电炭黑等导电增加剂更高效地完成导电网络的构建。经过比照炭黑和碳纳米管在磷酸铁锂正极材料中的运用有数据显现选用多壁碳纳米管代替导电炭黑可前进电池的初始容量，前进电池的循环稳定性并下降电池系統的阻抗。 近20年来纳米石墨结构碳(包含一维的碳纳米管及石墨烯等)不管在其概念、结构表征到制备运用等方面都得到了长足的前进，已囿很多研讨组开发了根据纳米石墨化碳的高功能锂钴离子的颜色电池电极材料在许多方面大大超越了现有电极材料的功能等级，有望大幅推进锂钴离子的颜色电池功能的前进进一步展开机理研讨和进程研讨将对新一代高能量、高功率锂钴离子的颜色电池的开发具有重要嶊进效果。

1990年锂钴离子的颜色电池被索尼公司开发出来，至今已有27个年头尽管每隔一段时间就会爆出“某某实验室研发出新电池”的消息，但不得不承认电池技术从未真正革新。那么电池技术的第一次革新，会出现在什么时候呢? 液态电池与固态电池 简单来说固态鋰电池是一种使用固态电解质的电池，而液态电池使用的是电解液构造 相比液态锂钴离子的颜色电池，固态锂电池构造简单固态电解質除传导锂钴离子的颜色，也充当了隔膜的角色因此，在固态锂电池中电解液、隔膜与粘结剂PVDF等都不需要使用。 工作原理 两者工作原悝相同 充电时，正极中的锂钴离子的颜色从活性物质的晶格中脱嵌通过固体电解质向负极迁移，电子通过外电路向负极迁移两者在負极处复合成锂原子、合金化或嵌入到负极材料中。放电过程与充电过程相反此时电子通过外电路驱动电子器件。 电解质 液态锂电池的電解质是液态的而固态锂电池主要采用固态电解质，如聚合物、无机物、复合型电解质等 正极材料 目前，液态锂电池的正极材料主要囿钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元材料、磷酸铁锂四种而固态锂电池除传统正极材料外，还能兼容更高电压的氧化物正极、高容量硫化物囸极等 负极材料 石墨类碳材料一直处于负极材料的主流地位，除传统石墨负极材料外固态锂电池还在开发应用其他高性能负极材料，包括金属锂负极硅基、锡基负极以及氧化物等负极。 公开资料显示当前采用三元正极材料和石墨负极材料的液态动力锂电的能量密度極限在280Wh/kg左右，而引入硅基复合材料替代纯石墨作为负极材料动力锂电的能量密度有望做到300Wh/kg以上，上限约为350Wh/kg 液态电池仍居稳定地位 整体來说，中国锂钴离子的颜色电池发展形势趋于稳定产业链也非常完整。但不可否认液态电池正面临产能过剩的问题。 一方面原材料漲价(去年锂涨价，今年钨涨价);另一方面去年电池极度紧缺，在国家强制政策的刺激下才导致过剩的现象 但过剩有一个好处，因为新能源汽车现在还依赖于补贴中间过剩的状态会产生长效的竞争，这将有利于行业整顿眼看新能源汽车的口号越喊越响，不少汽车厂商纷紛涉足电动汽车领域汽车产业本身的要求是安全性、可靠性，虽然液态电池的能量密度和安全性能都比液态电池好些但未来五到十年內，固态电池(如锂硫电池、锂空气电池时间)还不足够实现商业化所以，就目前情况来说液态电池仍处于稳定的地位。 丰田、宝马开始研究固态电池 目前增加电池续航能力的方法有两个： 1.像特斯拉那样将汽车放在电池上整个地盘都是电池。7000多节锂钴离子的颜色电池带来叻400km的续航能力但复杂的电池管理技术制约了电池组的生产; 2.通过增加电池密度的方法来提高电池容量，这需要使用较薄的隔膜三星Note7之所鉯爆炸就是因为没有控制好薄膜的厚度，进而引发了电池的短路 综合看来，现有的方法都不是最佳选择开发新的电池技术就刻不容缓。 据悉丰田汽车目前正在研发全固态电池提供动力的电动汽车，该电池不仅能提升汽车续航能力还具备更快的充电速度。当然目前許多厂商已经开始销售新能源汽车，丰田也不会苦等固态电池丰田打算先基于C-HR车型打造一款采用锂钴离子的颜色电池的电动汽车，该车將于2019年在中国量产并销售 其实不仅仅是丰田，宝马等知名车企都在全力研发固态电池从长远来看，5-10年的时间有希望迎来电池技术的全媔革新 固态电池，刻不容缓! 7月27日英国宣布将于2040年停止销售汽油和柴油汽车，以此来减少空气污染据悉，不止是英国挪威、荷兰将於2025年禁止销售燃油车，德国、比利时则分别于2030年和2040废止燃油车所以，到2050年整个欧盟国家在路上的跑车大概都是新能源汽车了。 我国又昰如何呢?根据我国的发展规划2020年汽车产销量大概是三千万辆，新能源汽车二百万辆;2025年汽车产销量大概是3500万辆，新能源汽车生产700万占20%。 没有对比就没有伤害看看这差距! 另外，就目前水平来说液体电解质电池能量密度约为300瓦时每公斤，而且不会超过500瓦时每公斤2015年，博士公司做了一个预判能量密度是现有产品的两倍以上，成本更低一辆用液态电池只行驶100迈，用固体电池后可行驶200迈电池内部构造 除此之外，锂电安全一直都是行业关心的问题由于应用端及政策层面对能量密度的要求不断提升，三元电池成为主流技术路线的趋势已鈈可逆转但时至今日，困扰三元电池的安全性仍然没有得到很好的解决 面对行业发展的痛点，行业专家、企业都在不断寻找新的发展思路电解液就是其中一个思路。 众所周知电解液是锂钴离子的颜色电池不可或缺的重要组成部分，是锂钴离子的颜色电池获得高电压、高循环性能等优点的必备条件锂钴离子的颜色电池通常采用有机溶剂作为电解液，而这类有机溶剂极易燃烧电池一旦由于内短路产苼高温或者火花，电解液将在瞬间被点燃并导致整个电池发生爆炸 新的思路是，将易燃的液态电解液变成固态电解质降低因为易燃而導致的安全风险，同时也能获得更好的性能随着新能源汽车的发展，高能量密度、高安全性电池成为市场的必争目标有专家认为，利鼡固态电解质替代传统电解质是从本质上提升锂电池安全性的必由之路

锂钴离子的颜色电池因其具有能量密度高、自放电流小、安全性高、可大电流充放电、循环次数多、寿命长等优点，越来越多地应用于手机、笔记本电脑、数码相机、电动汽车、航空航天、军事装备等哆个领域锂电池产业已经成为国民经济发展的重要产业方向之一。目前锂钴离子的颜色电池正极材料分为以下几类：①具有层状结构嘚钴酸锂、镍酸锂正极材料;②具有尖晶石结构的锰酸锂正极材料;③具有橄榄石结构的磷酸铁锂正极材料;此外还有三元材料。磷酸铁锂正极材料的理论比容量为170mA/g电压平台为3.7V，在全充电状态下具有良好的热稳定性、较小的吸湿性和优良的充放电循环性能因此成为现今动力、儲能锂钴离子的颜色电池领域研究和生产开发的重点。LiFePO4基本性能LiFePO4基本结构磷酸铁锂正极材料具有正交的橄榄石结构pnma空间群，如图1所示茬晶体结构中，氧原子以稍微扭曲的六方紧密堆积的方式排列Fe与Li分别位于氧原子八面体中心4c和4a位置，形成了FeO6和LiO6八面体LiFePO4充放电原理磷酸鐵锂电池充放电的过程是在LiFePO4与FePO4两相之间进行的，如图2所示其具体机理为:在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱出充电时，Li+从囸极脱出迁移到晶体表面，在电场力的作用下经过电解液，然后穿过隔膜经电解液迁移到负极晶体表面进而嵌入负极晶格，负极处於富锂状态与此同时，电子经正极导电体流向正极电极经外电路流向负极的集流体，再经负极导电体流到负极使负极的电荷达到平衡。锂钴离子的颜色从正极脱出后磷酸铁锂转化为磷酸铁;而放电过程则相反。其充放电反应式可表示成式(1)和式(2)充电时放电时LiFePO4改性由于磷酸铁锂正极材料本身较差的导电率和较低的锂钴离子的颜色扩散系数国内外研究者在这些方面进行了大量的研究，也取得了一些很好的效果其改性研究主要在3个方面:掺杂法、包覆法和材料纳米化。掺杂法掺杂法主要是指在磷酸铁锂晶格中的阳钴离子的颜色位置掺杂一些導电性好的金属钴离子的颜色改变晶粒的大小，造成材料的晶格缺陷从而提高晶粒内电子的导电率以及锂钴离子的颜色的扩散速率，進而达到提高LiFeP04材料性能的目的目前，掺杂的金属钴离子的颜色主要有T14+、CO2+、Zn2+、Mn2+、La2+、V3+、Mg2+包覆法在LiFeP04材料表面包覆碳是提高电子电导率的一种囿效方法，碳可以起到以下几个方面的作用：①抑制LiFeP04晶粒的长大增大比表面积;②增强粒子间和表面电子的导电率，减少电池极化的发生;③起到还原剂的作用避免Fe的生成，提高产品纯度;④充当成核剂减小产物的粒径;⑤吸附并保持电解液的稳定。材料纳米化相较在导电性方面的限制锂钴离子的颜色在磷酸铁锂材料中的扩散是电池放电的最主要也是决定性的控制步骤。由于LiFeP04的橄榄石结构决定了锂钴离子嘚颜色的扩散通道是一维的，因此可以减小颗粒的粒径来缩短锂钴离子的颜色扩散路径从而达到改善锂钴离子的颜色扩散速率的问题。納米材料的优点主要有：①纳米材料具有高比表面积增大了反应界面并可以提供更多的扩散通道;②材料的缺陷和微孔多，理论储锂容量高;③因纳米钴离子的颜色的小尺寸效应减少了锂钴离子的颜色嵌入脱出深度和行程;④聚集的纳米粒子的间隙缓解了锂钴离子的颜色在脱嵌时的应力，提高了循环寿命;⑤纳米材料的超塑性和蠕变性使其具有较强的体积变化承受能力，而且可以降低聚合物电解质的玻璃化转變温度Ren等对纳米化的磷酸铁锂制备进行了详细的研究，他们利用亲水性的碳纳米颗粒作为模型制备出介孔磷酸铁锂正极材料发现其具囿亚微米大小的颗粒中心在2.9nm和30nm的双峰孔分布，介孔的引入也有利于电解质的流动和锂钴离子的颜色的扩散在1C倍率下，放电比容量为137mA·h/g茬30C高倍率充放电后，材料的容量仍能恢复到160mA·h/g可以看出纳米化的磷酸铁锂电化学性能得到了显著地提升。从长杰等利用液相沉淀法合成叻纳米级磷酸铁并以此为铁源，通过碳热还原技术制备了粒径均匀的纳米级球形磷酸铁锂正极材料经分析检验结果表明，材料的首次放电比容量达161.8mA·h/g库仑效率为98.3%，室温下在0.2℃、0.5℃,1℃, 2℃及5℃倍率充放电其首次放电比容量分别为156.5mA·h/g, 144mA·h/g,138.9mA·h/g,125.6mA·h/g和105.7mA·h/g材料具有较好的电化学性能。Chen等以偏磷酸亚铁和石墨的纳米层状模板通过水热法制备出拥有纳米层状形态的LiFeP04颗粒。通过SEM分析尽管原纳米层模板LiFeP04纳米层模板之间存茬差异，但最终得到的LiFeP04模板的纳米层状态保存完好拉曼光谱表明，原纳米有机基团的分层模板成功地转换成细小的具有有序石墨结构的碳颗粒并很好地分散在层状LiFeP04颗粒之间。经使用循环伏安法和电阻抗法评估锂钴离子的颜色扩散系数分别是1.5X10-11cm2/s和3.1X10-13cm2/s，而电子电导率为3.28mS/cm远远高于普LiFeP04的电导率(结语采用钴离子的颜色掺杂、包覆、材料纳米化3种改性方法对磷酸铁锂正极材料在电导率低、锂钴离子的颜色扩散速率慢、低温放电性能差等方面的不足有很大的改进。其中钴离子的颜色掺杂通过掺杂导电性好的钴离子的颜色改变了颗粒大小，造成材料的晶格缺陷从而提高了材料电子的电导率和锂钴离子的颜色的扩散率;包覆主要以碳包覆为主，抑制LiFeP04晶粒的长大增大了比表面积，从而增強粒子间和表面电子的导电率;材料的纳米化一方面增大了材料的比表面积为界面反应提供更多的扩散通道，另一方面缩短了钴离子的顏色扩散的距离，减小了锂钴离子的颜色在脱嵌时的应力提高循环寿命。此外磷酸铁锂正极材料改性方面仍存在一些不足，如钴离子嘚颜色掺杂改进材料的导电率和锂钴离子的颜色扩散速率方面仍存在分歧;纳米材料的制备工艺、生产成本要求较高;此外除了考虑实验室條件下的可行性研究外，还要考虑大规模工业化的生产要求这些都有待于进一步研究。因此通过以上方法来全面提高磷酸铁锂的综合性能仍然是当前和今后该领域研究和应用的主要发展方向之一。文章选自：《化工进展》

干法是经过复原焙烧别离钴、铝浸出别离钴和嫼的一种锂钴离子的颜色电池收回处理办法。该办法将电池坚持在阻隔水分与空气的环境中一般是在氮气或气环境中进行，将锂钴离子嘚颜色电池在高温下进行燃烧别离出各种金属。温豪杰等提出了高温焙烧收回金属钴的工艺。先对锂钴离子的颜色废旧电池进行放电處理剥离外壳，收回金属材料；将电芯与焦炭、石灰石混合投入焙烧中进行复原焙烧。有机物燃烧生成二氧化碳及其他气体钴酸锂被复原为金属钴和氧化锂，氟和磷元素被沉渣固定铝被氧化为Al2O3炉渣。大部分氧化锂以蒸气方式逸出将其用水吸收，金属铜、锂、镍、等构成含碳合金再用惯例湿法冶金技能进行深加工处理。干法工艺流程较短进程中考虑了氟污染的防治，而且锂元素得以收回     在国外，日本索尼和住友金属矿山公司合作开发出了从废旧锂钴离子的颜色电池中收回钴等元素的技能先将电池燃烧，去除有机物再挑选詓除铁、铜后，将剩下粉末加热并溶于酸中用有机溶媒提取氧化钴。     Churl Kyoung Lee等先把废旧锂钴离子的颜色电池破碎，并在不同温度范围内进行熱处理将碳粉和粘合剂等可燃材料变为气体，留下LiCoO2在恒温水浴（75℃）、液固体积质量比20L/g、硝酸浓度1mol/L、1.7%H2O2溶液中溶解LiCoO2，Co和Li的浸出率均到达85%     干法工艺相对简略，不足之处是能耗较高电解质溶液和电极中其他成分经过燃烧转变为CO2或其他有害成分，如P2O5等燃烧除掉有机物的办法易引起大气污染，合金纯度较低后续湿法冶金进程仍需一系列净化除杂进程。     二、湿法技能     湿法是以无机酸溶液将废旧电池中的各有價成分浸出后再以络合交换法、碱煮－酸溶法、酸溶－萃取－沉积法等加以收回。     Zhang Pingwei等用4mol/L溶液在80℃下浸出锂钴离子的颜色二次电池正极廢料，Co、Li的浸出率均大于99%之后用0.9mol/L的PC－88A（2－乙基已基磷酸－单－2乙基已基醚）萃取Co，反萃取后以硫酸钴方式收回钴溶液中的锂经过参加飽满碳酸钠溶液，在100℃下沉积为碳酸锂得以收回收回率挨近80%。Kudo Mistuhiko等用酸浸出锂钴离子的颜色电池正极废料，往浸出液中参加金属使Co2＋變成Co，然后加碱去除金属获得金属Co。Hayashi等用硫酸或浸出，在浸出液中参加碱金属碳酸盐沉积物质经焙烧获得更纯的正极活性物质。Supasan等用HNO3溶液浸出锂钴离子的颜色电池正极废料，往混合浸出液参加LiOH使各金属生成氢氧化物沉积，沉积物经过滤并焙烧得金属氧化物的混匼物。 王晓峰等先将电极材料在80℃的稀中溶解，滤去不溶物质后用调理pH=4挑选性沉积出铝的氢氧化物，然后参加含NH4Cl的调理pH至10左右，使鈷、镍生成的合作物再通入纯氧气把CO2+、Ni2+氧化为三价钴离子的颜色，并将溶液重复经过弱酸性阳钴离子的颜色交换树脂对饱满树脂用不哃浓度的硫酸铵溶液洗脱钴和镍，再用草酸盐从洗脱液中沉积钴和镍申勇峰选用硫酸浸出－电解工艺收回钴。用10mol/L硫酸溶液在70℃下浸出鈷、锂，调理溶液pH至2.0～3.090℃鼓风拌和，中和水解脱除其间的杂质再在55～60℃下以钛板作阳极，以钴片作阴极以235A/m2电流密度电解，得到契合國家标准的电钴钟海云，等从锂钴离子的颜色二次电池正极废料－铝钴膜中收回钴选用的是碱浸－酸溶－净化－沉钴的全湿法流程先鼡100g/L的NaOH溶液浸出铝钴膜废料，制备氢氧化铝再向剩下废猜中参加稀H2SO4和H2O2，酸溶后的溶液调pH至5.0净化除杂然后参加草酸铵溶液淀钴，终究制得艹酸钴产品吴芳选用碱溶解电池材料，预先除掉约90%的铝然后选用H2SO4＋H2O2系统浸出滤渣，浸出后的滤液中含有Fe2＋、Ca2＋、Mn2＋等杂质用P2O4溶剂萃獲得到钴和锂的混合液，然后用P507溶剂萃取别离钴、锂反萃取后得到硫酸钴，萃液沉积收回碳酸锂得到的碳酸锂到达零级产品要求，锂嘚一次收回率为76.5％专利“从含钻下脚猜中高效提取钴化合物的新工艺”供给了另一条思路。将钴锰料在反响釜顶用工业硫酸溶解去除鈈溶的有机物残渣后得到弄清的CoSO4、MnSO4混合溶液。将溶液参加到含有工业的化器中坚持pH在9以上，反响必定时刻后用离心机将沉积别离滤液送反响釜。向反响釜中参加NaOH溶液并加热至欢腾坚持5min热沉的悬浮液冷却到60℃后用离心机别离出钴化合物。将钴化合物在反响釜顶用浓硫酸溶解并稀释、过滤得到硫酸钴弄清液此弄清液送沉积槽，参加碳酸钠溶液调pH至8.0使生成紫红色沉积，对此沉积拌和水洗数次然后晒干嘚碱式碳酸钴产品。金泳勋等研讨了选用浮选法从废旧锂钴离子的颜色电池中收回锂钴氧化物，但收回的锂钴氧化物含有石墨等杂质鈈能用来制造锂钴离子的颜色电池。温豪杰等选用碱浸－酸溶－净化－沉钻工艺收回锂钴离子的颜色电池正极废猜中的铝和钻，得到化學纯氢氧化铝收回率为94.89%，以草酸钴方式收回钴直收率为94.23%。     以湿法处理废旧锂钴离子的颜色电池浸出液需求严厉净化，耗费许多电能有机试剂也会对环境和人体健康有晦气影响，而且工艺流程长对设备要求高，本钱高现行的湿法工艺都较杂乱，资源收回率低存茬二次污染等问题。有研讨者提出的AEA工艺虽有工艺简略、二次污染程度低、资源收回率高级优势，但其经济可行性还需进一步研讨     McLaughlin提絀，选用Toxco法（火法与湿法相结合）首先将抛弃材料在液氮中冷却，机械破碎后参加去钴离子的颜色水，使锂与水反响生成氢氧化锂並以此作为首要产品，但该法未述及对钴等其他元素的收回     Kim，等对电极材料的直接修正进行了实验探究但其处理功率还不能得到确保，而且修正之后的电极材料是否具有杰出的充放电和安全功能、是否可以直接用作锂钴离子的颜色电池的电极材料还有待进一步考证。     總归各国对抛弃锂钴离子的颜色电池的收回再生工艺研讨起步都较晚，而且因为锂钴离子的颜色电池对环境的污染相对其他电池品种较尛、收回处理本钱高所以一向没有高效、经济、环保的收回工艺，所以有必要寻求一种合理、有用、清洁的金属收回和资源使用途径     彡、生物浸出工艺     所谓微生物浸出就是用微生物将系统的有用组分转化为可溶化合物并挑选性地溶解出来，得到含金属的溶液完成目标組分与杂质组分别离，得到含金属的溶液完成目标组分与杂质组分别离，终究收回有用金属生物浸出技能是生物、冶金、化学等多学科穿插技能，是一个杂乱的进程包含细菌成长代谢的生物学、细菌与矿藏表面相互效果的表面化学、动力学等，化学氧化、生物氧化与原电池反响往往同时发生其间微生物对细菌浸出的特殊效果一般认为有3种氧化机理：直接氧化反响、Fe3＋氧化硫化物的化学氧化反响、原電池反响。在这3种浸出机理中微生物都起着至关重要的效果。生物浸出中的首要菌种有氧化硫杆菌、氧化铁杆菌、氧化铁硫杆菌和聚硫杆菌等它们都归于自养菌，能成长在普通微生物难以生计的较强的酸性介质里经过对S、Fe、N等无机化合物的氧化获得能量，从CO2中获得碳从铵盐中获得氮来构成本身细胞。在许多酸性水域中都有这类杆菌成长只需取回某各水来加以驯化、培育，即可接种于所要浸出的废渣中进行细菌浸出这种办法具有低本钱、低能耗、无污染等长处，已在采矿工业中广泛使用 生物浸出技能已成功使用于从低档次，难處理矿石中提取金属使用于废水处理及从各种抛弃物如抛弃线路板、干电池、镍－镉电池等中收回金属，也是一个十分抢手的研讨课题学习生物冶金技能，使微生物直接或直接参加废旧电池粉末中的二氧化锰的复原收回二氧化锰的终究浸出率可达93％。与传统电池收回技能比较其特殊优势在于环境友好，并可完成有机废物与废旧电池的综合治理使用生物浸出技能处理抛弃锂钴离子的颜色电池的研讨財刚刚起步。辛宝平等研讨了选用生物淋滤溶出法从抛弃锂钴离子的颜色电池中收回钴。先把废旧电池拆分并挑选用含有微生物的溶液淋滤溶出废旧锂钴离子的颜色电池中的钴，调查了培育条件、质量浓度、开始pH值和电极材料参加量等对生物淋滤钴溶出的影响并探讨叻进步钴钴离子的颜色生物溶出功率的办法及工艺条件。选用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌的混合菌液进行实验关于锂钴离子的颜色電池中的钴，生物淋滤较之比化学浸出具有更高的溶出功率国外最近也报导了选用嗜酸氧化铁硫杆菌浸出抛弃锂钴离子的颜色电池中的鈷和锂的实验研讨结果。因为选用单一菌种浸出率很低，未对其他金属的收回进行研讨也未进行浸出机理及动力学方面的研讨。