lias,中间有ia的单词?
liability、 liable、 liaison、 lianaliar、 lias 、bias 等等
充电电池构造及原理?
原理:锂离子电池是一种可充电电池,重要依靠锂离子在正负极之间移动。在充放电过程中,Li+插层脱嵌在两个电极之间:在充电电池中,Li+从正电极上被借记,通过电解液插入负极,负极处于富锂状态;在放电过程中,则相反。以锂为电极的材料是现代高性能电池的代表。
锂离子电池的工作原理是充放电原理。当锂离子电池放电时,电子和Li+同时用途,方向相同,但路径不同,电子通过外部电路由负向正极;锂离子Li+从负极"跳进"电解液流出,"游泳"到达正极并和运行了很长时间的在一起结合。
在锂离子电池的充放电过程中,锂离子处于从正极到负极再到正极的移动状态。假如我们把锂离子的电池比作摇椅,摇椅的两端就是电池的两极,锂离子就像一个优秀的运动员在摇椅的两端来回奔跑。所以专家给电池起了个可爱的名字,摇椅电池。
锂离子电池的结构
锂离子电池的结构由五部分组成:正极、负极、电解液、隔膜、外壳和电极引线。锂离子电池的结构可分为缠绕型和堆积型两大类。液体锂离子电池具有缠绕结构,而聚合物锂离子电池同时具有缠绕结构。
阴极材料:活性材料、导电剂、溶剂、粘合剂、基体。在锂离子电池中,正材料市场容量最大,附加值较高,约占锂离子电池成本的30%,毛利率低水平15%,高水平70%以上。目前,材料已批量应用于锂离子电池,重要包括锂钴氧化物、锂锰氧化物、锂镍镍锰氧化物、锂钴镍锰氧化物和磷酸铁锂。
负极材料:活性物质(石墨,MCMB,CMS)、粘合剂、溶剂和基体。负电极材料在锂电成本中所占比例较低,重要包括碳负极材料和非碳负极材料。
隔膜:隔膜作为隔离电极的装置放置在两极之间,藉以防止了两极活性物质直接接触导致锂离子电池内部短路。隔膜仍然要能够让带电离子通过形成一条路径。重要的锂离子电池隔膜材料产品包括单层pp、pE、pp+陶瓷涂覆、pE+陶瓷涂覆、双pp/pp和三层pp/pE/pp。
电解液:外壳五金(钢壳、铝壳、盖板、耳、绝缘片、绝缘带)较好的电解液是LipF6,但价格昂贵;其他有LiAsF6,但毒性大;LiClQ,具有强氧化性;有机溶剂包括DEC、DMC、DME等。
电池外壳:分为钢外壳(方形很少使用)、铝外壳、镀镍铁壳(用于圆柱形电池)、铝塑膜(软包装)等,以及电池盖,也是电池的正负引出端。
废旧锂电池怎么回收利用?
第一节中国动力电池回收行业发展状况分析
一、中国动力电池回收行业发展现状
新能源汽车现在虽未进入大规模报废阶段,不过近两年其数量的极速上升将必然导致其动力电池回收问题成为行业关注的焦点。2015 年我国新能源车电池累计报废量约在1.5万吨,到 2020 年前后,我国仅纯电动乘用车和混合动力乘用车的动力电池累计报废量就将会达到 12~17 万吨的规模。
随着北京 2 000 辆新能源车动力电池已过五年质保期,以及北京新能源车保有量已接近 15 万辆,国家回收标准的出台已经如箭在弦上。新能源汽车动力电池的回收与再利用已成为一个不可忽视的问题。再以深圳为例,沃特玛公司生产新能源车动力电池时间较早,由于新能源车动力电池的质保年限为五年,目前深圳全市已有 2 000 辆配备沃特玛动力电池的新能源车出保。几年之后,随着新能源车销量的快速提升,企业将面临大规模动力电池回收的难题。
国内各电池生产企业以及新能源整车企业对于超过质保期的动力电池回收后的利用都没有统一方案。据介绍,沃特玛目前将该公司回收的出保动力电池进行安全检测后形成一个蓄电站,保障白天工厂所需电力。由于公司所在地的电费是白天 1 元 /度,晚上 0.2 元 /度,所以通过由出保电池组成的蓄电站“晚上充电、白天放电”,可以为公司节省一部分开支,也实现了出保动力电池的循环使用。
尽管政策频出,但动力电池回收方面并没有取得实质性成效。国内的纯电动车废旧电池回收远比想象中困难,这主要表现在下面几个方面;首先是锂电池组构造没有固定标准,回收工艺繁琐;其次锂电池组回收点少,政策细则不甚完善,补贴后续措施没有跟上,鼓励回收力度不够,导致回收者积极性不高;最重要的是锂电池组再利用工艺复杂落后,成本超过商品市场价值。以上现象出现的根源还是尽管法律有所规定,但并没有形成统一的废旧动力电池回收系统。
从政策层面看,感觉是政府在以一己之力推动车企回收电池,车企不主动的根本原因在回收电池赚不到钱,如果能优化锂电池组回收和再利用的工艺难题,使之商业价值能大于成本,那么此现象将出现逆转。
从技术层面看,回收电池的技术路线相当复杂,比如在对废锂电池的处理上,首先要对其进行预处理,包括放电、拆解、粉碎、分选;拆解之后的塑料以及铁外壳可以回收;然后再对电极材料进行碱浸出、酸浸出,多种程序之后然后再进行萃取。这套复杂的程序使得很多回收企业都望而却步。
目前我国动力电池研究主要还是集中在提高其安全性能及使用寿命方面,而对于回收利用环节是相当少的,甚至是严重脱节的。在当前的国内新能源车动力电池回收领域,普遍通过消费类电子产品的氢镍、镉镍、锂电池的回收处理方法,提取其中有价值的金属,这种形式在新能源车保有辆少的情况下勉强能解决动力电池回收问题。随着电动车需求全面攀升,到 2017 年锂电池将会供不应求。作为动力电池的锂离子电池含有汞、镉、铅等大量重金属元素,而其正负极材料、电解质溶液等物质对环境也有相当大的影响,每年几万吨数量的废旧电池将来的处理任务无疑是艰巨的,因此,业内专家呼吁要尽快研究动力电池回收以及再利用的问题,同时还要成立专门的回收机构。
二、中国动力电池回收行业发展特点
1、先梯级利用,后再生利用
车用动力电池报废后如不进行必要的处理,会造成环境污染和资源浪费。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。
2、生产企业承担回收利用的主体责任
废旧动力蓄电池应该进行梯级利用后再生利用。梯级利用企业对符合要求的废旧动力蓄电池进行分类重组利用,按照国家统一编码标准对梯级利用电池进行编码和加贴标识。梯级利用企业生产梯级利用产品过程中产生的废旧动力蓄电池,应移交至再生利用企业。
3、提高电池全生命周期使用价值
对电池剩余使用价值的浪费。动力电池报废后,除了化学活性下降外,电池内部的化学成分并没有改变,剩余能量完全可以继续满足家庭储能、分布式发电、微网、移动电源、后备电源、应急电源等中小型储能设备、大型商业储能和电网储能市场的使用。因此,如果废旧动力电池梯次利用技术提高、经济成本下降,在梯次利用领域,动力电池的全生命周期使用价值将会得到充分利用。
4、结构复杂、数据缺乏和成本偏高
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。
工人的技能水平可能会影响着电池回收过程中的成品率,同时手工拆解过程中,电池短路、漏液可能导致起火或者爆炸,对人身和财产有潜在安全隐患。
此外,退役电池的再利用必须经过品质检测,包括安全性评估、循环寿命测试等。但是如果动力电池在服役期间没有完整的数据记录,再利用过程进行电池寿命预测时,准确度可能会下降,电池的一致性无法保障。张成斌补充说,如果一些存在问题的电池在筛选过程中没有被检验出来,而再次被使用,会增加整个电池系统的安全风险。
动力电池应采用标准通用性和易拆解的结构,并对电池使用国家统一编码,以利于后期的回收管理。
三、中国动力电池回收行业发展驱动因素
一、环保角度:动力电池含大量重金属化合物,严重威胁环境
废旧动力电池含大量重金属和有机物,严重威胁环境和人类的健康。虽然废旧锂离子电池中不包含干电池和铅酸电池中的汞、镉、铅等毒害性较大的重金属元素,但是其含有重金属化合物、六氟磷酸锂(LiPF6)、苯类、酯类化合物,难以被微生物降解。废旧锂离子电池一旦进入环境中,电池中的重金属离子、有机物、碳粉尘、氟化物等将可能造成严重的环境污染。其中正极材料中的重金属镍、钴、锰污染使环境的pH升高,污染水体和土壤;负极材料中的碳材和石墨会引发粉尘污染,嵌锂也会使环境的pH升高;电解质及其转化物,如LiPF6、LiBF4、LiAsF6、HF、P2O5、B2O3等,引发氟污染改变环境酸碱度,产生的有毒气体污染空气并经由皮肽、呼吸对人体造成刺激;电解质溶剂及其分解和水解产物会引发醛、酮、甲醇等有机物污染;隔膜材料会造成有机物污染;粘结剂受热分解产生HF和氟污染。这些都会严重威胁环境和人类的健康。
图表:废旧锂离子电池中常用组成材料的主要化学特性和环境污染
数据来源:中研普华
二、资源角度:国内镍钴储量和需求不匹配,钴循环再造电池材料
动力电池尤其是三元电池中镍、钴、锂等贵金属含量高,资源稀缺且价格不断上涨。三元材料一般分为两类:NCM(镍钴锰)和NCA(镍钴铝),以最常见的NCM111为例,镍、钴、锰的含量分别占12%、3%及5%,,具有较高的回收再利用价值。磷酸铁锂电池虽然不包含钴、镍等稀有金属,但锂含量达到1.10%,显著高于我国开发利用的锂矿(锂矿山中Li2O平均品位为0.8%~1.4%,对应到锂含量仅0.4%-0.7%)。随着新能源汽车的推广,电池材料需求增长,在供给紧张的共同作用下对应金属材料的价格也经历了暴涨。电池级碳酸锂经历2015-2016年的暴涨,目前出厂价格接近16万元/吨,仍然处于高位;四氧化三钴价格从2016年的不到150元/千克涨至近400元/千克;硫酸镍价格也从2016年7月份的2.2万元/吨上涨至2.5万元/吨。
想要了解更多关于动力电池回收行业专业分析请关注中研普华研究报告《2018-2023年中国动力电池回收行业全景调研与投资发展趋势预测报告》
谁研究过制造电池对空气污染有多高?
电池生产过程中,对人和环境伤害不大,关键是对废旧电池处理不当就造成的永久伤害是不可逆的!!!锂电池生产要用到钴酸锂、铜、铝、镍等,所以要是随便丢弃,还是可能对环境造成一定影响.
锂电池生产要用到钴酸锂、铜、铝、镍等,所以要是随便丢弃,还是可能对环境造成一定影响.
另外还有的就是锂电池里面用的电解液,主要成分是硫酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸乙烯酯(EC),生产过程有一些有机废气挥发.
总的来讲,锂电池对环境的影响不大,不论生产、使用和报废,都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质.
而且现在《电池行业重金属污染综合预防方案》里是鼓励发展无汞锌锰电池、锂原电池、氢镍电池、锂离子电池、新型铅蓄电池及超级电池.
锂当然不是重金属,元素周期表中,锂才排到第三位。
锂电里面对环境有污染的是Co,应为正极是用的钴酸锂,钴在元素周期表里面是排27为铁后面镍的前面,作为过渡金属对环境的影响有,但是不大。
另外还有的就是锂电池里面用的电解液,电解液是有机物,对环境有些影响。
总的来讲,锂电对环境的影响不大。
还有部分锂电池正极用的是二氧化锰,二氧化锰非常稳定,对环境也没什么大的影响。
锂电池生产要用到钴酸锂、铜、铝、镍等,所以要是随便丢弃,还是可能对环境造成一定影响.
另外还有的就是锂电池里面用的电解液,主要成分是硫酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸乙烯酯(EC),生产过程有一些有机废气挥发.
总的来讲,锂电池对环境的影响不大,不论生产、使用和报废,都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质.
而且现在《电池行业重金属污染综合预防方案》里是鼓励发展无汞锌锰电池、锂原电池、氢镍电池、锂离子电池、新型铅蓄电池及超级电池
极片制成过程:在这几个环节过程中,以国内主流磷酸铁锂的体系,甚至是三元体系,不存在比较大的污染,当然三元体系可能和钴酸锂还是有一定的污染的,比如说钴、锰、镍都算是重金属,但是相对来说还算是比较环保。其中,磷酸铁锂最为环保。剩余部分,除了按上面所说材料的污染,注液中溶剂主要是环状/链状碳酸酯或者羧酸酯。溶质主要是锂盐六氟磷酸锂,添加剂主要是成膜添加剂、阻燃添加剂、导电添加剂、改善低温放电添加剂。整个过程污染也都还好,当然化学药剂,不注意其控制,对环境肯定是有污染的。至于最后封装和化成,那污染就更小了。
3.再谈谈回收部分对于钴酸锂和三元体系,当然还是有回收必要的,毕竟里面含有重金属。但是,磷酸铁锂,除了内部电解液等等基本无害,对比其他电池也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害中金属元素和物质,所以污染相对较小。不过,废旧锂离子电池中的物质进入环境中还是可造成重金属镍、钴污染(包括砷),氟污染,有机物污染,粉尘和酸碱污染。废旧锂离子电池的电解质及其转化产物,如LiPF6,LiAsF6,LiCF3S03,HF,P201等,溶剂及其分解和水解产物,如DME,甲醇、甲酸等,都是有毒有害物质,还是需要将废旧锂电池送到有资质的地方进行统一处理,不要随意丢弃。
1.正负极集流体,一般,正极用铝箔,负极用铜箔,还可能焊一些镍带做连接导电用。这些基本没有毒性。现在出现的一些废旧锂电池回收单位就是靠回收这些和钢壳铝壳挣钱。标签:可回收利用,无污染。
2.负极一般是石墨,少数可能是钛酸锂或是硅基材料,当然锡基负极也有,但是太他妈的高端了,现在没人用。石墨分为,天然石墨和人造石墨,天然石墨来源于石墨矿,然后再进行一些加工,这个天然石墨的开采,污染还是比较严重的,主要是对呼吸道的损坏,大家可以搜一下;人造石墨,是用石油焦或是沥青等高分子物高温石墨化制成,基本无污染。有一些锂电池中石墨浮选的回收方法,但是不知道现在应用的怎么样了,肯定可以回收。钛酸锂的生产流程不清楚。硅基负极基本无污染。按照用量最大的石墨进行评估。标签:中度污染,回收情况不明。
3.正极:目前的正极有磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料、钴酸锂、镍钴铝酸锂。磷酸铁锂,一般用作汽车电池或是储能电池,无毒性。锰酸锂,电动自行车电池,无毒性。三元材料:镍钴锰酸锂,用途广泛,电动自行车、电子产品、航模等,钴元素有毒。钴酸锂,数码类的产品,手机、pad等,中等毒性。镍钴铝酸锂:不明,猜测和镍钴锰酸锂一样。
5、外壳有几大类:铝壳、钢壳、塑料壳、铝塑膜。其中铝壳、钢壳无毒。塑料壳和铝塑膜则是白色污染。
6、隔膜,一般是聚烯烃类的微孔薄膜,PP、PE,白色污染。
7、粘结剂,目前一般有丁苯橡胶SBR、聚偏氟乙烯PVdF、还有一些丙烯酸类的粘结剂。这些就当做是白色污染吧。另外锂电加工过程中使用到的物质主要是NMP(微毒),用作是正负极的溶剂,在制造过程中蒸发掉,企业需要控制其排放量,并且回收。我认为,目前锂电存在的污染问题主要有三大类:
第一、生产过程中清洗正负极制浆的设备和涂布设备造成的污染,这两个是包括正极负极材料、NMP、胶等物质,一些企业控制不好(恶意揣测不想控制)导致含毒废水泄露。第一点一、生产过程中清洗注电解液时的用品,可能导致含电解液的水流入下水道。一般情况下,技术研发人员很可能将水直接排入下水道。第二、NMP回收不彻底。第三、市场上流通的锂电池确实很少有回收的,一是锂电本身污染小,大家重视程度不够;
二是、锂电回收收益低。导致现在锂电池不想铅酸电池一样有大规模的回收应用,而更像镍氢等电池一样,只有寥寥的一些“不要随意丢弃电池”这样的标语。
锂离子电池(数码消费类、笔记本、电动摩托类、插电混动轿车、纯电动大巴车等用)比铅酸环保。误区二:铅酸电池比锂离子电池毒性更大。目前锂离子电池,越来越贴近平民生活了,主要是手机数码电子产品的普及,锂离子电池的应用也逐渐扩张到电动自行车、混动轿车等,原先一些铅酸电池的市场逐渐被锂电侵蚀,但不可能完全被取代。虽然家家户户都有不少锂离子电池(废弃手机电池等),但是其回收目前还局限在制造企业内部,主要是正极材料钴酸锂、镍钴锰酸锂中的贵金属钴镍,负极石墨,集流体铝、铜(超高纯度),壳体等。就好比大街小巷见到的废品回收一样,有价值自然就有人回收,但是这其中的污染完全没有减少。目前锂离子电池为液体电解质,即多种有机溶剂、锂盐等组分,其中不乏有毒有害甚至致癌物;未来固态电解质锂离子电池或许会普及,这是另话。而对比铅酸,大家都有了解,电动自行车卖家对回收铅酸电池非常有积极性且民众也很乐意,原因就是免维护铅酸电池回收已经非常成熟,社会和企业都对其回收尽到了义务和责任。在用户端,只要不破坏就不会有污染。铅酸电池生产也一样,污染物主要是铅粉,不接触不吸入也就不会中毒;电解液是水溶剂,硫酸。另者,铅酸企业经过国家大力整治,已经形成了寡头垄断,产品质量都较可靠。而锂电池企业参差不齐,应该所有人都经历过手机电池气鼓、容量骤减、寿命超短等类似情况,严重的甚至出现爆炸事故,锂离子电池一旦过充过放,受冲击很容易出现燃烧危险。制造过程同样也是,有机溶剂毒性形成污水、粉尘污染、多次发生着火事故。。。总之,锂电行业已逐渐形成规模,未来政府稍加整治整合,会变好的。
存放锂电池去哪登记?
工商局办理锂电池中包含多种有毒害性物质,具有很强的腐蚀性和污染性。另外,废锂离子电池电解液含有毒性极强、易燃易爆、腐蚀性强的电解质和有机溶剂。
电解质主要包括能与水或与酸发生反应的LiPF6,LiBF4,LiClO4,LiAsF6等物质,生产HF、PF5等有毒气体或其他有毒物质,产生氟污染和砷污染。
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