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难处理镍钴资源材料化增值冶金新技术

发布时间:2016-09-12

镍钴是重要的战略有色金属。近年电池领域对镍钴的需求增长迅猛,高消耗增长与低资源供给的供需矛盾日益加剧。传统方法处理复杂镍钴资源存在工艺流程长,资源利用率低、能耗高、排放大、环境污染严重等问题。

本项目在国家973计划、湖南省重大科技专项等的支持下开展研究,取得如下成果:1、揭示了难处理镍钴资源在材料化增值冶金过程中的组元行为与材料结构演变规律,提出了从低品位镍钴氧化矿直接制备高电压锂离子电池正极材料的材料化增值冶金新工艺,与现有工艺相比,显著缩短了工艺流程,实现产品高效增值。2、以高电压锂离子电池正极材料为目标产品,开发了难处理镍钴资源提取液“氧化辅助磷酸盐沉淀-氟化沉淀”定向净化新技术,解决了传统方法中需进行镍钴锰彻底分离和杂质元素深度净化的问题。3、开发了基于难处理镍钴资源定向净化液的原位多元掺杂新技术,调控材料的阳离子缺陷和氧缺陷,改善高电压下充放电时正极材料的稳定性,增加材料的离子导电性和电子导电性。4、开发了高电压正极材料表面包覆快锂离子导体新技术,改善锂离子电池正极/电解液界面性质。通过上述技术的集成创新,形成了难处理镍钴资源短流程制备高电压钴酸锂和高电压镍钴锰酸锂的成套技术。

与先提取纯化合物再合成材料的传统方法相比,项目工艺从镍钴资源直接制备高电压锂离子电池正极材料,生产成本降低20%,每吨产品减少废水10m3以上。项目产品各项性能指标均居国际先进或国际领先水平。

项目成果申请发明专利26项,其中已获授权17项,发表论文58篇。核心技术在湖南杉杉能源科技股份有限公司、诸暨帕瓦新能源有限公司、湖南天正科贸有限公司等企业成功产业化,近三年实现销售收入32.5亿元、利税4.3亿元。

项目成果实现了难处理镍钴资源的短流程高效增值利用,显著促进了镍钴行业和锂离子电池行业的科技进步,对于促进国民经济发展和保障国家安全具有重要意义。

来源:中南大学


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