红土镍矿冶炼镍铁工艺概述及三废处理

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红土镍矿冶炼镍铁工艺概述及三废处理

金属镍是一种性质优异的基础金属,在不锈钢、电镀、铸造及合金、动力电池等领域广泛。特别是近年来由于新能源汽车长续航里程的要求,使得高镍三元动力电池受到大家的极力热捧,由此又带动了镍在新能源领域的高速增长,为镍的应用再次锦上添花。

同时,随着中冶瑞木项目的成功,红土镍矿湿法冶金生产氢氧化镍钴再生产硫酸镍及正极材料,使得有实力的企业如青山、华友、格林美、邦普、力勤等等纷纷紧盯印尼储量非常丰富的褐铁矿资源,希冀快速复制瑞木工艺,在新能源产业链的角逐中迅速胜出,尽早占领制高地。

在期货市场上,本来低迷的镍金属价格也在20多天突然前发力,在一片空头声上演了一幕逆袭,将空头稀巴烂,在稍有缓和之际,近日又再次迎来翻红,使得价格行情扑朔迷离,就连不少大咖也被搞得云里雾里,分不清东南西北,怪不得圈内都把镍成为“妖镍”,但也造就了镍金属的独特魅力!

笔者在镍钴行业工作了20多年,一直偏产业,对行业情有独钟,借此也想和大家陆续分享一些心得,希望对大家有所帮助。

特斯拉要用的“无钴锂电池“究竟是什么?

特斯拉一声吼,行业都得抖三抖。

作为纯电动车制造领域中的个中翘楚,特斯拉的一举一动,都迅速、深刻、彻底地影响着整个纯电动车行业。

一篇关于“特斯拉和宁德时代就无钴锂电池方面进行合作”的报道,则是直接把中国产Model 3和“无钴锂电池”推上了风口浪尖。

无钴锂电池是什么?特斯拉为什么选用无钴锂电池?无钴锂电池将给特斯拉带来哪些好处和麻烦?

今天咱们就来畅谈一下这个话题。

无钴锂电池是什么?

当然是磷酸铁锂电池喽。

从这个名字上你应该能看出来,这种电池内部不含钴元素,所以被某些抠字眼的媒体写成了“无钴锂电池”,又称“铁电池”。

“铁电池”,是不是感觉有点面熟?

早期的比亚迪就是靠铁电池发的家,江淮、吉利、奇瑞,无一不在自家早期推出的纯电动车上装备这种电池。

老熟人了,没什么新鲜的。

早期的腾势300,用的就是LFP电芯

简写为LFP的磷酸铁锂电池和三元锂电池一样,同属二次电池中的锂离子电池阵营。它们之所以名字不同,主要差别在于电池内部的正极材料。

LFP的正极材料为磷酸铁锂,都是些储量丰富、易于开采的元素;而三元锂电池,无论是NCM的镍钴锰,还是NCA的镍钴铝,都要用到镍这种稀有元素,价格自然比LFP贵出不少。

为什么特斯拉选用LFP磷酸铁锂电池?

很明显,就是想省俩钱儿呗。

磷酸铁锂电池不需要用到钴等重金属稀有元素,造价低;另外凭特斯拉的议价能力,拿货价说不定能低得超乎现象。 

以2019年的行情来看,磷酸铁锂电池的成本价约为650元/度电,远远低于三元锂电池的850-950元/度电。

光这一项,成本就能下降近30%。

注意,咱们说的是电池厂的制造成本,并非特斯拉买回来装在车上的装车价。

就算特斯拉拿到了更价格更低的电池而咬死不降价,你也说不出什么来。商业嘛,允许逐利。

其次,磷酸铁锂电池还有一个很重要的优势——产量大,可以满足特斯拉上海工厂周产3000台的能力。

怎么说磷酸铁锂电池也是国家指定的新能源大巴车唯一可用电池,安全性能好,产能也足够充足。

磷酸铁锂电池给特斯拉带来哪些麻烦呢? 

咱不能光看贼吃肉,不看贼挨揍,磷酸铁锂电池被广大车企弃用,是有原因的——质量能量密度(Wh/kg)太低了,放电电压也有点儿低。

这两个缺点主要导致两个问题——续航短和输出功率的能力偏弱,不适合带大功率电机。

续航短很好理解。

举个例子,同样100kg重的电池组,三元锂电池大约能储存18度电,而磷酸铁锂电池大约能储存13、4度电。

为了解决这一问题,特斯拉很大概率要用到CATL的CTP技术,也就是cell to pack,电芯-模组技术。

一般电动车上搭载的电池包,是由电芯cell封装成module模组,再由模组封装成电池包pack,是典型的“电芯-模组-电池包”三级封装结构,就像上图leaf的软包电池一样。

而CTP,cell to pack,即电芯直接封装成电池包,省去了中间的模组环节。

因为省去了模组环节,电池包的零部件大大减少,重量降低,空间利用率提高,直接拉高了质量能量密度和体积能量密度。

而且CTP还省去了不少人力、物料成本,更有利于降本增效。 

你看,说回来倒回去,技术都是在为成本和利润这对冤家呐喊助威。

但取消模组也会带来更大的极大风险。

少了模组,意味着模组间的均压将细化为电芯级,对电芯的一致性提出了更高的要求。

这些隔板不只是起到支撑固定作用,还为隔热阻燃做出了贡献

其次,少了模组,热失控也就失去了模组级的防护,毕竟少了很多隔板和侧板,BMS的温控策略和电池组温度采样逻辑都需要重新设计安排。 

好在磷酸铁锂电池安全性比三元锂电磁高出不少,算是弥补一下了。

最后一个风险和大家关系比较大,维修成本,也就是换电池的钱。有模组的情况下,某个电芯坏了换模组就对于的模组就可以了,而CTP中的某一个电芯坏了,可能涉及到换整个电池包,维修成本和难度都提高不少。

编辑总结:

有人说特斯拉为国产Model 3标准续航版车型换装LFP磷酸铁锂电池这波操作是为了割韭菜,我个人觉得这事儿还没到下结论的时候。

未来的一切都有不确定性,谁能猜到特斯拉的这波操作是“等等党”的胜利还是“早买早享受党”的福音呢?

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

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