近年来,锂离子电池大规模地应用于便携式电子产品,电动汽车,储能系统以及可再生能源发电配套设施中。随之而来的问题是,废旧锂离子电池的数量越来越多。据统计,在2020年前后,动力电池的报废量将达到50万吨。此外,目前我国手机的总产量已**过20亿只,以一部手机配一块锂离子电池计,电池的平均寿命为3年,那么3年后,我们身边的废旧锂离子电池数量就可能达到数以百亿块。这还不包括笔记本电脑、照相机、充电宝等常用设备中所使用的锂离子电池。因此,废旧锂离子电池的回收已成为**必须面临的巨大问题,否则将产生诸多与资源浪费和环境污染相关的风险。
“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。随着科学技术的发展,锂电池已经成为了主流。
锂电池的外壳主要有钢壳和铝壳两种类型: 1、钢壳:早期方形锂离子电池大多为钢壳,多用于手机电池,后由于钢壳重量比能量低,且安全性差,逐步被铝壳和软包装锂离子电池所替代。但在柱式锂电池当中,有另外一种景象,绝大部分厂商都以钢材作为电池外壳材质,因为钢质材料的物理稳定性,抗压力远远**铝壳材质,在各个厂家的设计结构优化后,安全装置已经放置在电池芯内部,钢壳柱式电池的安全性已经达到了一个新的高度,目前绝大部分的笔记型电脑电池的电芯均以钢壳作为载体的。 2、铝壳:铝壳是一种用铝合金材料制造出来的电池外壳,主要应用于方型锂离子电池上,锂电采用铝壳包装的原因在于它的轻重量与比钢壳更安全上。铝壳设计有方角和圆角两种,铝壳的材质一般为铝锰合金,它含有的主要合金成分有Mn、Cu、Mg、Si、Fe等,这五种合金在锂电池铝壳中发挥着不同的作用,如Cu和Mg是提高强度与硬度,Mn提高耐腐蚀性,Si能增强含镁铝合金的热处理效果,Fe可以提高高温强度。
锂电池特点: 1、能量比较高。具有高储存能量密度,已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍; 2、使用寿命长,使用寿命可达到6年以上,磷酸亚铁锂为正极的电池1C(**DOD)充放电,有可以使用10,000次的记录; 3、额定电压高(单体工作电压为3.7V或3.2V),约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压,便于组成电池电源组;锂电池可以通过一种新型的锂电池调压器的技术,将电压调至3.0V,以适合小电器的使用
由于新能源汽车行业的准入门槛相对较低,进入新能源汽车行业的企业也是逐渐增多。根据不完全统计,2017年新能源汽车领域的达到了300多家,随之产生的是各种不同的发展思路与标准,此前曾出现过充电接口标准不统一的问题。在动力电池回收领域,也出现了不同类型的电池组不利于拆解回收的局面。
电芯在动力锂电池包成本中占比达到36%,若扣除毛利则电芯占比高达49%;在消费类电池中电芯成本占比更高。而在电芯中,富含镍钴锰等金属元素的正极材料的成本占到了45%。通过原料回收,镍钴锰等金属元素可实现95%以上的回收率,而锂元素的回收率也在70%以上,经济效益显著。
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