2019年上半年國內(nèi)主要鈷酸鋰廠家排名的為:廈門鎢業(yè)、湖南杉杉、天津巴莫、天津盟固利、無錫格林美,其五家市場占比高達(dá)86%,而廈門鎢業(yè)憑借A家的訂單量繼續(xù)居于。
鈷酸鋰由于具有生產(chǎn)工藝簡單和電化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)勢,實(shí)現(xiàn)商品化。鈷酸鋰具有放電電壓高、充放電電壓平穩(wěn)、比能量高等優(yōu)點(diǎn),在小型消費(fèi)品電池領(lǐng)域中具有重要應(yīng)用,由于消費(fèi)類電子產(chǎn)品市場的迅速發(fā)展,鈷酸鋰是鋰電池正極材料中銷售量占比的材料。
鈷酸鋰作為鋰電正極材料的作用機(jī)理:LCO作為鋰離子電池正極的機(jī)理在于其是一種鋰離子導(dǎo)體,即內(nèi)部的鋰離子可以在一定電化學(xué)條件下從材料內(nèi)部出來(脫嵌),然后在另一電化學(xué)條件下嵌入回去,且具有良好的可逆性。
鈷酸鋰正極材料與鋰離子電池的發(fā)展:
2019年諾貝爾化學(xué)獎授予了John B. Goodenough、M. Stanley Whittingham和Akira Yoshino三位對鋰離子電池的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)的科學(xué)家. 鈷酸鋰等正極材料的發(fā)現(xiàn)助推了鋰離子電池商業(yè)化的進(jìn)程,對電池的性能起著決定性的作用.。
鈷粉回收、鈷粉被用在石油工業(yè)的加鉛裂化上,主要用做石油脫氫硫的催化劑。如美國的汽油平均含硫量從0.03%降到0.003%,鈷催化劑發(fā)揮了很大作用。
隨著納米科技的發(fā)展,發(fā)現(xiàn)納米鈷粉對聚碳硅烷熱裂解過程具有催化作用,并可降低裂解溫度。鈷的加入促進(jìn)了熱裂解過程中β-SiC 微晶的生長。
鈷氧化物納米催化劑對N2O=N2+O2分解反應(yīng)有良好的催化作用,其中以Co2O3催化效果佳。Co-Mo納米晶和金粉具有較高的析氫催化活性,其析氫過電位低于用同種方法制備的Ni-Mo 納米晶合金復(fù)合電極
鈷粉回收、超細(xì)鈷粉可制成特種功能材料。例如,將它廣泛用于特種模具及軸瓦和耐磨件的內(nèi)襯。裝甲材料通常是采用各種合金來提高其韌性和抗沖擊性能,以抵御炮彈的攻擊。超細(xì)鈷粉經(jīng)新工藝燒結(jié)后,可制成新型高強(qiáng)度超硬材料,用于裝甲防護(hù)。還可以制成耐高溫、散熱、導(dǎo)電的防腐涂層,可廣泛用于宇航、機(jī)場、碼頭、油庫、艦船等特種場合的防護(hù)
鋰電正極材料中,LCO具有真密度和壓實(shí)密度,這使其在對電池體積有苛刻要求的電池領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢得天厚。另外,LCO也比現(xiàn)在盛行的三元材料具有更好的循環(huán)性能、低溫性能、倍率性能等。
LCO材料的優(yōu)勢和劣勢:所有鋰電正極材料中,LCO具有真密度(5.1g/cm3)和壓實(shí)密度(~4.3 g/cm3),這使其在對電池體積有苛刻要求的電池領(lǐng)域應(yīng)用優(yōu)勢得天厚。另外,LCO比現(xiàn)有的三元材料具有更好的循環(huán)性能、低溫性能、倍率性能等,至今在一些3C電池、低溫高倍率電池用正極材料方面仍然是非鈷莫屬
LCO當(dāng)然也有自身的缺點(diǎn),首當(dāng)其沖的就是資源問題,全球的鈷資源總量不超過710萬噸(USGS/2016),年產(chǎn)量不超過12萬噸,儲產(chǎn)比57年。在原先的3C鋰電一統(tǒng)天下的時(shí)代可能還有光明的未來,但動力和儲能的興起使得鈷馬上就面臨著捉襟見肘的窘境。
以一輛特斯拉用的電池來說,如果全部用LCO來制造,大約只能滿足8000萬輛車用電池的需求,顯然無論從年產(chǎn)量還是從未來電動汽車的容量來說,鈷是難以支撐新能源產(chǎn)業(yè)的未來。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),全球只有不到60%的鈷會用于電池。