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磷是新能源发展中不可或缺的关键原材料,浅谈磷元素的应用!

鉴于磷酸铁锂电池的安全性能以及突出的性价比,使其在动力电池发展中占据主导地位。去年动力电池总共出货780GWh,其中磷酸铁锂动力电池出货总量达到560GWh,约占动力电池总量的72%。那么磷元素在新能源电池里都有哪些应用?

1、磷酸铁:磷酸铁是磷酸铁锂正极材料的前驱体,2025年一季度磷酸铁锂的产量呈现增长趋势,大约生产了75万吨正极材料。一般一吨磷酸铁锂正极材料需要0.9吨磷酸铁前驱体,估计一季度消耗了67.5万吨磷酸铁。一吨磷酸铁大约消耗4吨磷矿石,这样一季度大约消耗了270万吨磷矿石。这里有一点说明,不是4吨磷矿都转化为磷酸铁了,其中2吨多变为渣酸,一般磷化工企业会二次利用生产磷肥。

2、六氟磷酸锂:6F是重要的电解质材料,用于生产电解液。去年共生产了21万吨,预计今年需求量约25万吨。目前钠离子电池的电解质也是六氟磷酸钠。从磷矿石“变身”六氟磷酸锂,得经过黄磷、五氯化磷、五氟化磷的转化,再与氟化锂合成后再进行纯化干燥。据统计,一吨6F大约需要0.236吨黄磷,而一吨黄磷需要12吨高品位磷矿石。那么今年可能需要70万吨的磷矿石。

3、磷碳负极:一般由黄磷、红磷、黑磷参杂在负极里,一种新型的负极材料。目前比较看好的磷碳负极是采用黑磷作为前驱体,现在黑磷晶体制备已经不是大问题。兴发化工已经可以大批量制备黑磷,成本也已经降到可商业化的范围,并且已经有了软包黑磷电池,但离黑磷商业化还有一些技术问题需要克服。

4、磷酸铁钠或磷酸钒钠:磷酸铁钠或磷酸钒钠也是比较常见的钠离子电池的正极材料,其优点包括以下几点:安全性好、 结构稳定、 成本低、电池循环寿命长等优点。极有可能成为未来主要的钠电池正极材料。

总之,磷元素在新能源电池发展中起到非常重要的作用,不过我国磷矿石资源不是很丰富,其中80%比例磷矿石应用在传统的磷肥、黄磷以及磷化工产品上,锂电池上消耗也已达到千万吨级,而且每年的使用量呈现高增长的态势!



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