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美国已将锂离子电池归类为一种包括易燃性、浸出毒性、腐蚀性、反应性等有毒有害性的电池,是各类电池中包含毒性物质多的电池。另外,废旧锂离子电池中含有大量的可循环利用的贵重金属(如钻、钮、镍等),这些贵重金属如果不重复利用,也造成资源的浪费。目前我国还没有建立起完善的废旧锂电池的回收体系,所以从资源的回收和环境问题两方面综合考虑,锂离子电池的回收技术亟待解决。
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。
随着2016年底我国废旧锂离子电池的大批量的出现,实际上在国内很快形成了梯次利用市场,2017年初开始一些小型企业将动力电池包拆解得到电池单体进行批发,作为移动光源如手电筒、五金工具及低速电动车的电源使用。2017 年开始至少有10 家以上的小型企业进行该经营活动。早期确定的废旧动力电池梯次利用方向,作为储能系统实现废旧动力电池梯次利用,还设有得到实质性的推广。
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。
物理分选法是指将电池拆解分离,对电极活性物、集流体和电池外壳等电池组分经破碎、过筛、磁选分离、精细粉碎和分类,从而得到有价值的高含量的物质。物理分离过程包括破碎、筛分、磁选、细碎和分类。实验利用一组旋转和固定叶片的破碎机进行破碎,利用不同孔径的筛子分类破碎物料,并利用磁力分离,物理分选法的操作较简单,但是分离锂离子电池实现金属回收。
锂离子电池具有体积小、质量轻、使用寿命长、安全性能好等特点,因此被广泛应用在移动电子设备、医疗设备、新能源设备等设备中。但是,随着锂离子电池使用量的增加,锂离子电池也面临着的回收处理压力。当前,废旧锂离子电池的回收行业发展迅速,其可以减少资源的过度消耗和环境污染等问题,市场发展前景十分可观,所产生的经济效益和社会效益也极为显著。对此,加强对废旧锂离子电池回收再利用技术的研究与应用至关重要。
我们现在常用的“锂电池”实际上是“锂离子电池”,而真正的锂电池,目前只在一些特殊场合会使用。两者的区别,从原理来说还是相差比较大,锂离子电池本质上是锂离子从高浓度流向低浓度环境,从而形成电流,这种类型的电池属于浓差电池,而锂电池则是以金属锂作为负极,发生氧化还原反应之后形成电流,与一般的锌锰干电池原理相同。
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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