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废旧锂电池回收破碎其环保应用优势

编辑:发布时间:2018-12-05 10:55:47

 在国家政策的引导和推动下,我国新能源汽车产业发展迅猛。工信部数据显示,2009年至2016 年上半年累计生产新能源汽车67.4万辆。中国汽车技术研究中心预测,到 2020 年前后,我国纯电动(含插电式)乘用车和混合动力乘用车的动力电池累计报废量将达到12万~17万吨。车用动力电池报废渐成规模,如何进行处置将是影响新能源汽车发展的重大课题。

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阻碍回收再利用下一步发展,谈到电池回收利用面临的问题时,首先,退役电池复杂性高,拆解不便。比如,电池有方型、圆柱形不同类型,其叠片、绕组形式也不同。这些复杂性导致电池回收再利用或者拆解时极为不便。如果进行自动化拆解,对生产线的柔性配置要求比较高,从而导致处置成本过高。因此,在目前自动化水平不高的情况下,多数工序是人工完成的。
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我国车用动力电池绝大多数为锂离子电池,其中虽然不含汞、镉、铅等毒害性较大的重金属元素,但如果处理不当仍会对环境造成极大污染。比如废旧锂离子电池的电极材料进入环境中,可与其他物质发生化学反应,造成重金属污染、碱污染和粉尘污染;电解质进入环境中,经过化学反应,可能造成氟污染和砷污染。有研究显示,回收锂离子电池可节约51.3%的自然资源,包括减少45.3%的矿石消耗和57.2%的化石能源消耗。锂离子电池材料中,包含很多有价值的材料。以一种三元材料电池为例,其中含镍12%、钴 5%、锰 7%、锂 1.2%,如果通过回收工艺,将有价值材料再利用,会达到节约资源的目的。
总之,从仅有的三十余年的历史上来看,锂电池化学还是一个年轻的学科,还有很大的发展潜力。它是一门复杂的科学,还需要靠无机化学、有机化学、物理化学、固体与表面化学等多方面的配合来取得更大的发展。锂电池在我们未来的生活中必将起到越来越举足轻重的作用。
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锂电池作为一种新兴技术,与传统电池相比有着诸多优势(详见附表一):
1. 比能量高:描述电池性能的指标各种各样,其中用户关心的是它的比能量的高低,即在放出尽可能多的能量的同时有着尽可能少的自身消耗。如前所述,锂元素有着小的密度和大的电负性,如图 1,消耗相同质量的电池材料,锂电池放出的能量明显高于同类传统电池的值。
2. 放电电压稳定:许多电子线路要求电池提供相对稳定的放电电压,在图 2 中可以看到,锂电池(特别是一次锂电池)就具备这种特性。例如 Li/SO2 电池的放电曲线就十分平坦,特别是 Li/SOCl2电池,它在电量用尽前的电压可接近稳压电源的水平。
3. 没有记忆效应,可随时补充充电。这样就使锂离子电池效能得到充分发挥,而镉镍电池、镍氢电池会有电量使用不完全时需要先放电后才能充电的缺点。
4. 锂离子电池不含汞、镉、铅等有毒元素,是绿色环保电池。
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