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“鋰電池”,是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時,M.S.Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環(huán)境要求非常高。所以,鋰電池長期沒有得到應用。隨著科學技術的發(fā)展,現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。
鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰,并且是可以充電的??沙潆婋姵氐牡谖宕a品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術要求限制,現(xiàn)在只有少數(shù)幾個國家的公司在生產這種鋰金屬電池。
針對新能源汽車動力鋰電池回收利用問題,幾乎是與新能源汽車走入公眾視野同步而行的。一個不爭的事實是,隨著我國新能源汽車產業(yè)迅速發(fā)展,動力鋰電池用量也在迅速積累。
必須加以正視的問題是,動力蓄電池退役后,若未經(jīng)科學處理,不僅是對金屬資源的浪費,更會嚴重威脅公共安全,對生態(tài)環(huán)境造成難以逆轉的污染。因此,我國正加快建立動力蓄電池回收利用體系,并已經(jīng)形成了初具規(guī)模的新能源汽車動力蓄電池再生利用產業(yè)。
工業(yè)和信息化公布新的信息顯示,我國動力蓄電池累計配套量超過131GWh(吉瓦時),產業(yè)規(guī)模位居一。其中,僅在“十城千輛工程”推廣期間生產的新能源汽車共計產生退役動力蓄電池約1.26萬噸。此前,為推動新能源汽車發(fā)展,科技部等多個部委聯(lián)合發(fā)起了“十城千輛節(jié)能與新能源汽車示范推廣應用工程”,計劃用3年左右的時間,每年發(fā)展10座城市,每座城市推出1000輛新能源汽車開展示范運行,并終選出了3批共25座試點城市。
有預計,2020年我國退役動力蓄電池累計約為20萬噸,至2025年將達78萬噸。可以說,動力蓄電池工作仍面對較大壓力。而如今,重要的退役動力蓄電池也重要集中在“十城千輛節(jié)能與新能源汽車示范推廣應用工程”的試點城市。南通汽車底盤動力電池模組回收
再生利用就是對廢舊動力電池進行拆解、破碎、分離、提純、冶煉等處理,以實現(xiàn)鈷、鎳、錳、鋰等金屬的回收,從而實現(xiàn)原材料再生。一般來說,容量降低為初始容量的30%便無法進行梯級利用,這些電池需要運往專業(yè)的回收企業(yè)進行拆解和資源再生。
據(jù)了解,歐盟在電池回收領域走的比較靠前,其常用的處理方法包含:火法冶金-濕法分離提純、熱解-濕法提純、破碎-熱解-蒸餾-火法冶金等,我國為數(shù)不多的鋰電回收企業(yè)則采用焙燒(熱解)預處理-機械拆解、物理分選-濕法冶煉等工藝進行回收處理。
回收效果層面,德國環(huán)境部資助的電池回收項目顯示,火法冶金回收鈷和鎳可以,但對鋰回收效果不好;濕法冶金對磷酸鐵鋰電池的綜合回收率可達85%以上,對三元鋰電池綜合回收率可達95%以上。南通汽車底盤動力電池模組回收