来源:河北绍谦机械设备销售有限公司 时间:2024-12-24 02:51:48 [举报]
锂离子电池中除了金属元素会对环境造成破坏,电池中的有机电解液、锂盐和电池隔膜等也都会对自然环境和人类身体健康会造成严重的破坏。
锂离子电池中的成分复杂,含有的元素种类较多,如果对废弃的锂离子电池处理不当,其造成的环境问题是非常严重的。
由于锂离子电池内部包含多种金属,比如钴、铜、铁、铝、锰等。如果不对废旧锂电池进行回收,就会污染环境,严重的危害人体健康。
随着新能源汽车保有量的增长,动力锂电池的梯次利用和回收成为一个面对的问题。在动力锂电池梯次利用和回收尚未发展成熟的情况下,运营模式就显得尤为重要,这关乎成本和盈利等企业切身利益。目前国内已有企业在动力锂电池的梯次利用和回收方面展开布局,运营模式也各有不同。
动力电池的报废量不仅与新能源车的产量密切相关,还与不同车型的占比、电池技术路线的转移趋势及不同动力电池的使用寿命等因素有关。
钴酸锂回收——钴酸锂特点:
1、电化学性能:
a、每循环一周期容量平均衰减﹤0.05%;
b、放电比容量﹥135mAh/g;
c、3.6V初次放电平台比率﹥85%。
2、加工性能。
3、振实密度大, 有助于提高电池体积比容量。
4、产品性能稳定, 一致性好
钴酸锂回收——钴酸锂用途:
主要用于制造手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备的锂离子电池作正极材料。
锂离子电池作正极材料:涂碳铝箔在锂电池应用中的优势:
1、抑制电池极化,减少热效应,提高倍率性能;
2、降低电池内阻,并明显降低了循环过程的动态内阻增幅;
3、提高一致性,增加电池的循环寿命;
4、提高活性物质与集流体的粘附力,降低极片制造成本;
5、保护集流体不被电解液腐蚀;
6、改善磷酸铁锂、钛酸锂材料的加工性能。
钴酸锂结构:
阴有分层结构。在放电期间,锂离子从阳极移动到阴极; 充电时流量从阴极流向阳极。钴酸锂的缺点是寿命相对较短,热稳定性低和负载能力有限(比功率)。像其他钴混合锂离子电池一样,钴酸锂采用石墨阳极,其循环寿命主要受到固体电解质界面(SEI)的限制,主要表现在SEI膜的逐渐增厚,和快速充电或者低温充电过程的阳极镀锂问题。较新的材料体系增加了镍,锰和/或铝以提高寿命,负载能力和降低成本。
钴酸锂的生产方法:
钴酸锂的化学式为LiCoO2,可简称为LCO,用化学术语来说,其实就是锂和钴的复合氧化物,工业上一般是将钴的氧化物(主要是Co3O4)和碳酸锂高速分散后,采用两段式高温固相烧结得到:
四氧化三钴的熔点为895℃,碳酸锂熔点为723℃,所以工业上LCO的正式烧成温度一般在900℃以上(实际烧成工艺温度可高达1050℃),原料以熔融态进行反应,生长成5~20微米的单晶材料,涉及的化学反应如下:
原料三氧化四钴中1/3的钴是二价的Co2+,2/3的钴是三价的Co3+,而在终产物LCO中的钴全部是+3价的Co3+,所以整个LCO合成反应是耗氧的(将Co2+氧化为Co3+),通过简单的化学计量关系计算可以得知,每生产一吨的LCO,大约需要27公斤的氧气,同时排出225公斤的二氧化碳,反应前后固体物料的失重约为16.5%。因此在实际生产中,一般使用空气即可
钴粉回收,钴粉主要用途:
广泛用于航空、航天、电器、机械制造、化学和陶瓷工业。钴基合金或含钴合金钢用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火发动机、的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要金属材料。钴作为粉末冶金中的粘结剂能硬质合金有一定的韧性。磁性合金是现代化电子和机电工业中不可缺少的材料,用来制造声、光、电和磁等器材的各种元件。钴也是磁性合金的重要组成部分。在化学工业中,钴除用于高温合金和防腐合金外,还用于有色玻璃、颜料、珐琅及催化剂、干燥剂等。
锂电正极材料中,LCO具有真密度和压实密度,这使其在对电池体积有苛刻要求的电池领域的应用优势得天厚。另外,LCO也比现在盛行的三元材料具有更好的循环性能、低温性能、倍率性能等。
LCO材料的优势和劣势:所有锂电正极材料中,LCO具有真密度(5.1g/cm3)和压实密度(~4.3 g/cm3),这使其在对电池体积有苛刻要求的电池领域应用优势得天厚。另外,LCO比现有的三元材料具有更好的循环性能、低温性能、倍率性能等,至今在一些3C电池、低温高倍率电池用正极材料方面仍然是非钴莫属。
锂电一统天下的时代可能还有光明的未来,但动力和储能的兴起使得钴马上就面临着捉襟见肘的窘境。
以一辆特斯拉用的电池来说,如果全部用LCO来制造,大约只能满足8000万辆车用电池的需求,显然无论从年产量还是从未来电动汽车的容量来说,钴是难以支撑新能源产业的未来。根据相关数据统计,全球只有不到60%的钴会用于电池。
其次就是安全性,大容量LCO电池的安全性不容乐观,特别是在满电挤压、过热或过充电条件,LCO电池一般毫不犹豫地会以爆炸的方式体现自己的个性。LCO在爆炸方面的偏好似乎是不容妥协的,即使负极采用了高安全的钛酸锂的“钴钛”电池,其在过充和挤压下同样会发生猛烈爆炸。
标签:钴镍电池材料废料回收