的电池生产消费带来了数目惊人的废电池,境问题也显现出来。电池经过无数次的充电放电之)电量将会逐渐减小,直至报废,所以必然会产生大量电池。如果对这些废旧锂离子电池不循环重复利离子电池中的电解液 LiCIO、LiBF、LiPF会泄露 铃声极材料中的钻和镍等有毒的金属氧化物也会进入生态...些物质都会对生态环境造成的危害,并影响到人类的健康。如六氟磷酸锂有强腐蚀性,遇水易分解产生HF,易与强氧化剂发生反应,燃烧产生PO,若采用简单掩埋的方法处理,必将对环境造成危害;难降解有机溶剂及其分解和水解产物,如DME(二甲氧基乙烷)、甲醇、甲酸等,这些有毒有害物质会对大气、水、土壤造成严重的污染并对生态系统产生危害。
近年来,动力电池作为电动汽车的“心脏”一直备受关注。随着电池技术的快速发展,当前全球多家车企对于固态电池都在投入重金竞相研发。固态电池与传统锂电池相比具有更高的能量密度,同时拥有更大的功率和更长的使用时间,是下一代锂电池发展的大趋势。
从长远发展来看,废旧锂电池处理不当或随意丢弃,会对生态环境造成危害。如正极材料中的钴和镍等重金属元素、电解液中的有机物、负极中的碳材料等都会对水体和土壤造成污染,严重的可能数十年都难以恢复。有关部门正在快制定报废电池回收及再生利用的管理、技术和评价标准,如电池余量检测标准等;加快研究财税优惠、产业基金、积分管理等激励政策,探索动力锂电池残值交易等市场化模式,促进动力锂电池回收利用等各种优惠政策和措施。
目前废旧锂电池处理方向主要有循环再利用以及进行梯次使用后再循环利用这两大方向,而在这些过程中,目前比较关键的技术弱点就是再生技术尚未成熟,拆解主要靠人工完成,成本居高不下。因此针对再生利用存在的薄弱环节,组织产学研联合攻关,突破关键共性技术,有效降低生产成本;鼓励具有产能和技术优势的锂电池制造企业建设再生循环项目,并有计划按市场需求有步骤的推进,完成整个产业的良性循环发展。
废旧锂离子电池的回收处理过程主要包括预处理、二次处理和深度处理。由于废旧电池中仍残留部分电量,所以预处理过程包括深度放电过程、破碎、物理分选;二次处理的目的在于实现正负极活性材料与基底的完全分离,常用热处理法、有机溶剂溶解法、碱液溶解法以及电解法等来实现二者的完全分离;深度处理主要包括浸出和分离提纯2个过程,提取出有价值的金属材料。按提取工艺分类,电池的回收方法主要可分为:干法回收、湿法回收和生物回收3大类技术。
当废旧锂离子电池被完全放电后,需要拆解电池的正极材料、负极材料、隔膜和外壳等。电池的拆解既可以用人工操作,也可以通过机械处理来完成。通常情况下,人工拆解主要用于实验室研究,拆解的工作量相对较小;机械拆解是借助冲击破碎机来拆解与粉碎电池,可以实现大规模的工业化处理,而且机械拆解所得的正极材料更纯净,其杂质含量相对较少,更方便后续的操作处理。
回收有两种模式:梯次利用模式、再生利用模式。说白了,梯次利用模式就是未到退役的锂电池的处理方法,而再生利用模式是锂电池退役后的处理方法。1、梯次利用模式:通过对废旧锂电池或电芯进行拆解、检测、筛选,并重新组成健康电池包或电池系统,实现锂电池回收处理。当电池寿命介于20~80%之间,主要针对磷酸铁锂电池,它的循环寿命更长、安全性更高,更适合梯次利用模式,重组后的电池包或电池系统可用于储能、低速电动车等对电池电化学性能要求低的领域。
再生利用模式:通过拆解、分选、焚烧、浸出、溶解、除杂、萃取和结晶等物理、化学手段,将废旧锂电池中的镍、钴、锂等有价值的金属材料分离出来,再制成金属化合物或锂电池的原料,这是目前中国动力锂电池主要回收模式。
当锂电池性能(电池容量)往往只下降到原性能的 80%。在电池性能仍维持在 80%-20%时,退役的动力电池可以经过相关的检测评价依次用于低功率电动车、电网储能、家庭储能领域。而当电池性能下降至 20%时,可以对其进行报废处理。
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