تأثير فوسفات هيدروجين الصوديوم في بطاريات الليثيوم

1. كمصدر رئيسي للفوسفور لتصنيع مواد كاثود فوسفات حديد الليثيوم (LFP)

هذا هو أكبر وأهم تطبيق لفوسفات ثنائي هيدروجين الصوديوم في بطاريات الليثيوم. أصبح فوسفات الحديد الليثيوم المادة الكاثودية السائدة للسيارات الكهربائية المتوسطة والمنخفضة وبطاريات تخزين الطاقة بسبب سلامتها العالية ودورة حياتها الطويلة ومزايا التكلفة.

في العمليات المختلفة لتحضير فوسفات حديد الليثيوم (LFP)، مثل طرق الطور الصلب والطور السائل، غالبًا ما يستخدم فوسفات هيدروجين الصوديوم كمادة خام لتوفير الفوسفور (P). يتفاعل مع مصدر الحديد (مثل كبريتات الحديدوز، FeSO₄) ومصدر الليثيوم (مثل هيدروكسيد الليثيوم، LiOH، أو كربونات الليثيوم، Li₂CO₃).

مثال على مسار رد الفعل المشترك (المبسط):

NaH₂PO₄ + FeSO₄ + LiOH → LiFePO₄ + ...

(التفاعل الفعلي أكثر تعقيدًا، وغالبًا ما ينتج عنه منتجات ثانوية مثل كبريتات الصوديوم، ويتطلب خطوات متعددة مثل الغسيل، والترشيح، والتلبيد.)

لماذا تختار فوسفات هيدروجين الصوديوم؟

تفاعلية عالية: كملح حمضي، فهو بشكل عام لديه قابلية ذوبان وتفاعلية أفضل في المحاليل المائية من الأرثوفوسفات (مثل فوسفات الصوديوم، Na₃PO₄). يمتزج بسهولة أكبر مع أيونات المعادن الأخرى (Fe⁺، Li⁺) على المستوى الذري، مما يساعد على تكوين فوسفات حديد الليثيوم النقي ذو الحجم الجزيئي الموحد.

إمكانية التحكم: في تفاعلات الطور السائل مثل الترسيب المشترك، يسمح استخدام فوسفات هيدروجين الصوديوم بتحكم أفضل في درجة الحموضة في المحلول، وبالتالي التحكم بدقة في مورفولوجيا الجسيمات وحجمها وتوزيع سلائف فوسفات الحديد (FePO₄) أو منتج LFP النهائي، وهو أمر بالغ الأهمية للأداء الكهروكيميائي للبطارية.

التكلفة والنقاء: بالمقارنة مع مصادر الفوسفور الأخرى، فهو يتمتع بأداء اقتصادي جيد ويمكن تنقيته للحصول على منتجات عالية النقاء على مستوى البطارية دون إدخال شوائب ضارة.

2. كمصدر للفوسفور لمواد كاثود الفوسفات الأخرى

بالإضافة إلى فوسفات حديد الليثيوم، قد تستخدم بعض مواد الكاثود في أنظمة البطاريات الجديدة مثل بطاريات أيونات الصوديوم أيضًا فوسفات هيدروجين الصوديوم كمادة خام. على سبيل المثال:

مواد الكاثود متعدد الأنيونات مثل فوسفات الصوديوم فاناديوم (Na₃V₂(PO₄)₃). في التطوير المختبري وتخليق هذه المواد، يعد فوسفات هيدروجين الصوديوم مصدرًا شائعًا للفوسفور والصوديوم.

3. الأدوار المساعدة المحتملة في تصنيع الأقطاب الكهربائية

(هذا التطبيق صغير نسبيا، ولكنه موجود)

أداة ضبط/مخزن مؤقت للأس الهيدروجيني: في ملاط ​​طلاء الأقطاب الكهربائية، يلزم أحيانًا التحكم الدقيق في الأس الهيدروجيني لضمان استقرار الملاط (على سبيل المثال، لمنع تآكل مجمع تيار الألومنيوم). يمكن استخدام خصائص التخزين المؤقت لفوسفات هيدروجين الصوديوم لضبط بيئة الرقم الهيدروجيني.

مكونات نظام الرابط: في بعض أنظمة الرابط المائي، قد يشارك الفوسفات في التشابك أو تحسين خصائص الترابط.

ملخص وأهمية

ويمكن تلخيص دور فوسفات هيدروجين الصوديوم في صناعة بطاريات الليثيوم على النحو التالي:

'الطعام والعشب' في المثل 'قبل تحرك القوات، يجب تحضير الطعام والعشب أولاً'. وعلى الرغم من أنها لا تظهر بشكل مباشر في منتج البطارية النهائي، إلا أنها مادة خام أساسية لتصنيع المكون الأساسي - كاثود فوسفات حديد الليثيوم.

علاقة سلسلة الصناعة:

فوسفات هيدروجين الصوديوم → (كمصدر للفوسفور) → فوسفات الحديد / مادة كاثود فوسفات الحديد الليثيوم → (ككاثود) → خلية بطارية الليثيوم → حزمة البطارية

لذلك، فإن سعر ونقاء واستقرار العرض لفوسفات هيدروجين الصوديوم يؤثر بشكل مباشر على تكلفة الإنتاج وجودة مواد كاثود فوسفات الحديد الليثيوم، وبالتالي يكون له تأثير عميق على تطوير صناعة بطاريات الليثيوم بأكملها. ومع النمو الهائل في الطلب العالمي على بطاريات الليثيوم، استمر أيضًا في الارتفاع الطلب على المواد الخام الكيميائية الأساسية مثل فوسفات هيدروجين الصوديوم المستخدم في البطاريات.

أي متطلبات، يرجى الاتصال بنا 8613271577251 أو info@hhaichem.com.