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電池中的鎳金屬:為什么被稱為魔鬼金屬?

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鎳是一種堅硬的銀白色金屬,是我們?nèi)粘I畹谋匦杵?,從硬幣到電池再到不銹鋼,無處不在。

鎳是一種堅硬的銀白色金屬,是我們?nèi)粘I畹谋匦杵?,從硬幣到電池再到不銹鋼,無處不在。

鎳:唯一以魔鬼命名的金屬

你知道鎳的名字來源于德語“Kupfernickel”嗎?

在 1600 年代,一種深紅色的礦石,通常帶有綠色涂層,是德國薩克森州銅礦工的來源。他們試圖提取銅從它但失敗了,那些負(fù)責(zé)處理神秘礦石的人開始出現(xiàn)中毒跡象。許多人開始出現(xiàn)劇烈的胃痛,導(dǎo)致嘔吐和腹瀉,其他人則眩暈,發(fā)生事故和跌倒。一些在冶煉廠工作的人甚至精神錯亂、休克或死亡。

礦工們得出結(jié)論,礦石不是銅,而是偽裝成銅的東西。他們確信這是魔鬼的惡作劇。因此將其命名為 Kupfernickel,意思是“老尼克的銅”。老尼克是撒克遜神話中邪惡精靈的名字,也被用作魔鬼的俗稱。

1751 年至 1754 年間,瑞典化學(xué)家 Axel Cronstedt 進(jìn)行了許多實驗以確定 kupfernickel 的真實性質(zhì)。我們現(xiàn)在知道 kupfernickel 是砷化鎳或 niccolite。砷化鎳有毒,這就解釋了礦工中毒的原因。

在發(fā)現(xiàn)它的化學(xué)反應(yīng)與他對銅化合物的預(yù)期不同后,他用木炭加熱 kupfernickel 以產(chǎn)生一種堅硬的白色金屬,僅其顏色就表明它不可能是銅。它的特性,包括它的磁性,使他得出結(jié)論,他已經(jīng)分離出一種新的金屬元素。

克朗斯泰特將這種新元素命名為鎳,以他從中分離出來的 kupfernickel 命名。

鎳特性

鎳是用途最廣泛的金屬之一,從我們在廚房中使用的器具到連接城市的橋梁和有助于實現(xiàn)低碳未來的電動汽車電池。秘訣在于其出色的物理和化學(xué)性能。

鎳具有很高的熔點,高達(dá)1453℃,具有高延展性,同時抗腐蝕抗氧化,在室溫下具有磁性,可電鍍沉積,具有催化特性,可以完全回收。

電動汽車市場增長刺激鎳需求

鎳是鋰離子電池的主要正極材料。電池中的鎳有助于以更低的成本提供更高的能量密度和更大的存儲容量。

盡管電動汽車(EV)目前在全球汽車存量中所占比例相對較小,但其市場份額正在增加,預(yù)計未來幾年將繼續(xù)快速增長。一些預(yù)測表明,到 2025 年,它們將占汽車總數(shù)的 10% 以上,其中大部分將由含鎳鋰離子電池供電。

2021 年僅占整個市場的 7%,伍德麥肯齊預(yù)計到 2040 年,電池使用量將增長到鎳消費(fèi)量的 40%。這將推動鎳需求量翻一番,達(dá)到每年 600 萬噸。

需要 1 級鎳

電池制造商需要 1 類鎳來生產(chǎn)硫酸鎳——用于鋰離子電池陰極的化合物。I 類鎳的鎳含量為 99.98% 或更高,通常存在于硫化鎳礦床中。不幸的是,大型、高質(zhì)量的硫化鎳礦床正在迅速枯竭,并且越來越難找到新的礦床。

在尋找新的硫化鎳礦的同時,要加大對紅土鎳礦資源的利用。

紅土礦石主要有兩種分類:褐鐵礦和腐泥土。褐鐵礦紅土易于開采,但質(zhì)量較低,需要額外的加工步驟(高壓酸浸 (HPAL))來生產(chǎn) 1 類鎳。

鎳 鎳礦

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