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在动力电池回收包中,为了和有效的管理好成百上千的单颗电芯,电芯并不是随意的放在动力电池的壳里面,而是按照模块和包有序的放置的。较小的单元就是电芯,一组电芯可以组成一个模组,而几个模组则可以组成一个包。电池模组在保证自身能量密度的同时,还能够提高绝缘防护结构的绝缘效果以及提高电池模组的使用性。 模组是动力电池系统的次级结构之一。动力电池系统的常规结构设计流程为电芯—模组—系统,模组主要是单体电芯通过串并联方式,加保护线路板及外壳后,构成能够直接供电的组合体,是单体电芯与PACK的中间产品。模组作为单体电芯与锂电池包之间的缓冲环节,有利于保障电池包的稳定性和性。 电池模组主要由单体电芯、固定框架、电连接装置、温度传感器、电压检测线等部分组成。按照单体电芯的形状不同,市场上的电池模组分为方形电池模组、圆柱电池模组、软包电池模组。
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源的汽车,包括四大类型:混合动力电动、纯电动、燃料、其他新能源汽车等。而就目前来说,现有的新能源汽车普遍都是采用锂离子电池作为动力能源。但电池生产大部分是依靠以煤炭为主的化石燃料火力发电,这个过程会出现大量污染,而新能源汽车的使用年限和电池的寿命能否抵消生产过程中的污染是个问题。光从排放量上,电动汽车是比燃油汽车环保,但是从电池能源的整个生命周期来看,发电的污染、转换的损耗、的回收加起来所花费的似乎还不如传统燃油车。其实,关于这样的说法,业界专家早有解释。很多人这样的分析多是根据以前火力发电污染物排放的数值,其实从2010年至今,国内火力发电的清洁度已经大幅,污染物排放降低7成左右。而且,随着科技的发展,到2025年还会有50%左右的可再生能源接入电网,各种隐形污染物的排放也会降低。另外,有关回收电池的问题,很多人对电池的理解还停留在1节废弃的5号电池会对1平方米的土地造成污染50年上。其实,现在汞含量高的电池早就禁止生产了,而且电动汽车普遍使用的锂离子电池重要是铜和塑料薄膜,与小电池不同,虽然也有污染物,重要来源电极涂覆材料。而且,随着越来越多的电动汽车进入市场,很多公司也在忙着抢滩布局,积极进行创新研究电池回收技术。比如专业的电池回收处理和梯度储能利用公司邦浦循环科技;废旧电池循环再利用公司格林美、超威集团;再到北汽新能源、比亚迪等新能源车企。其中,比亚迪利用储能技术,将市场上回收来的电池在储能电站实现再利用,当动力锂电池使用寿命结束后,电池中的锂、钴、镍等金属均可再次化学回收再利用。我国铁塔公司也与16家公司达成合作,通过回收车用电池来替代铅酸电池,对能源汽车动力蓄电池进行回收利用。这么多公司都已经开始在电池回收、处理中发力,力求在动力锂电池回收处理这一新兴市场站稳脚跟。所以说,发展新能源并不能算是一种弯道超车,只是在发展新技术中必然会遇到阻碍罢了,一旦我们突破了这些技术瓶颈,可以预想,一定会带来继蒸汽、石油之后的第三次交通能源动力系统变革。
(2)再生磷酸铁锂电池回收 单一回收某种元素使得不含有贵重金属的磷酸铁锂回收产生的经济效益比较低。因此,主要是固相法再生磷酸铁锂处理废旧磷酸铁锂电池,此工艺具有很高的回收效益,且资源的综合利用率高。 首先将磷酸铁锂电池拆解得到正极材料,粉碎筛分得粉料;之后热处理去除残留的石墨和粘结剂,再将碱溶液加入到粉料中,溶解铝及铝的氧化物;过滤得含锂、铁等的滤渣,分析滤渣中铁、锂、磷的摩尔比,添加铁源、锂源和磷源,将铁、锂、磷的摩尔比调整为1∶1∶1;加入碳源,球磨后在惰性气氛中煅烧得到新的磷酸铁锂正极材料。 [3] 回收利用体系不完善 “863”计划、“973”计划和“十一五”高技术产业发展规划均将磷酸铁锂电池划分为重点支持领域,但该电池生产技术要求比较严格,导致电池价格较高,仅用于电动摩托车和少量的汽车上。因此,车用动力电池尚未出现大批量报废的情况,系统专业的车用动力电池回收利用体系亦尚未建立。现有的回收体系存在一定的问题,而且回收效率低下。
XPS测试结果表明,负极粉表面镍原子的浓度由化学处理前的6.79%升高到9.30%,这说明经过化学处理以后,合金的表面形成了具有较高电催化活性的富镍层,这不但提高了储氢电极的电催化活性,而且也提供了氢原子的扩散途径,因而使电极的放电性能提高。但经过化学处理的失效负极粉与制作电池用的原合金粉相比较,放电比容量仍低90mAh·g-1,电池回收一方面可能是由于合金的氧化不仅仅是局限于表面,也可能会深入到合金的内部,化学处理仅仅是将表面的氧化物除去,颗粒内部的深层氧化并没有被完全除去;另一方面可能是由于合金的粉化使比表面积增大,同时使合金与O2反应以及受电解液的腐蚀更加容易,两方面原因共同作用导致合金的放电性能下降。所以,仅仅通过化学处理的方法并不能使失效负极恢复功能,还需进行熔炼处理。 将上述经过化学处理的负极粉,于非自耗电弧炉中进行 次冶炼。将所得合金铸锭抛光,去除表面杂质后,分析各元素含量,结果可以看出合金中的元素含量偏离原合金,镍含量远大于原合金粉中的镍含量,这是因为在制作电极的过程中加入镍粉做导电剂,为了有效的利用它,以它为基准,调整其它元素的含量使其符合组成为MmNi3.5Co0.7Mn0.4Al0.3的各元素的配比,进行第二次冶炼。冶炼后,将得到的合金铸锭破碎,研磨后,测其结构,为CaCu5型,没有其它杂相生成。
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