汽車動(dòng)力鋰電池資源利用技術(shù)探討

隨著資源環(huán)境問題日益突出，新能源汽車發(fā)展迅速，鋰離子電池具有比容量高、比功率大、使用壽命長、工作范圍寬等特點(diǎn)，已成為新能源汽車動(dòng)力電池的發(fā)展方向。本文介紹了動(dòng)力鋰電池的結(jié)構(gòu)和工作原理，詳細(xì)分析了動(dòng)力鋰電池的資源價(jià)值和回收技術(shù)，最后探討了動(dòng)力電池回收存在的問題，并提出了具體的對策和建議。

 

能源枯竭和環(huán)境污染已成為社會(huì)必須面對和迫切需要解決的問題。新能源汽車也在越來越多的國家得到開發(fā)和推廣。在《節(jié)能新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》中，我國也對新能源汽車發(fā)展規(guī)劃做出了新的解讀。作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分，動(dòng)力電池，尤其是以磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子電池得到了廣泛的應(yīng)用，鋰離子電池的數(shù)量也將呈爆炸式增長。雖然鋰離子電池被稱為“綠色電池”,與傳統(tǒng)的鉛酸電池和鎳鎘電池,含有汞、鎘、鉛和其他有毒和嚴(yán)重污染重金屬元素,他們真正實(shí)現(xiàn)零排放,零污染,但其正負(fù)電極材料、電解液解決方案和其他物質(zhì)還有一個(gè)偉大的對環(huán)境的影響。目前國內(nèi)對汽車動(dòng)力電池的研究主要集中在提高其安全性能和使用壽命，但在回收過程中嚴(yán)重脫節(jié)。因此，如何對動(dòng)力電池技術(shù)進(jìn)行回收再利用的探索已經(jīng)成為一個(gè)不容忽視的問題。廢舊鋰離子電池的回收利用不僅可以減少對環(huán)境的影響，還能帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，是國家新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)之一。

 

鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和工作原理

 

動(dòng)力電池是新能源汽車的核心，其性能對新能源汽車的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。新能源汽車動(dòng)力電池應(yīng)具有高比能、高比功率、自放電少、使用壽命長、安全性好等特點(diǎn)。鋰離子電池是一種新型的高能電池發(fā)展在20世紀(jì),與鉛酸電池相比,鎳金屬氫化物電池具有體積小、輕質(zhì)量、高工作電壓(3倍鎳鎘,鎳氫電池),大于能源(165 wh /公斤,鎳氫,鎳鎘電池是2 ~ 3次),能量效率高(超過99%),循環(huán)壽命長,自放電率低,沒有記憶效應(yīng),無污染，以及良好的安全性，已成為世界新能源汽車動(dòng)力電池的發(fā)展方向。

 

鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和組成

鋰離子電池主要由電池外殼、正極、負(fù)極、電解液和隔膜組成。圖1是典型的鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖。電池外殼大多為不銹鋼或鋁合金外殼，根據(jù)外形可分為方形電池和圓形電池兩種型號(hào)。該正極由活性物質(zhì)、乙炔黑與粘結(jié)劑均勻涂布在鋁箔收集液上構(gòu)成，如:鋰鈷氧化物、鋰錳酸、三元材料、磷酸鐵鋰;負(fù)極材料多選用碳材料或類似鋰電勢的金屬氧化物，如:石墨、石墨化碳材料、鈦酸鋰等。電解液中的電解質(zhì)一般為LiPF6，電解液中的電解質(zhì)一般由碳酸甲酯(DMC)、碳酸乙酯(EC)和碳酸甲酯(EMC)的混合物組成。該膜主要由多孔聚烯烴組成。