引入氮化銦納米線能有效地抑制鋰-硫電池“穿梭效應，國內(nèi)出臺對新能源汽車的回收政策有哪些？
來源：未知
2019-04-06 21:49
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南開大學牛志強、王一菁研究員聯(lián)合清華大學張強教授通過隔膜改性，將氮化銦納米線引入到鋰-硫電池中，雙功能的氮化銦性隔膜猶如“豎起”的高墻，有效地抑制鋰硫電池“穿梭效應”，實現(xiàn)了電池循環(huán)壽命顯著提升。相關成果已在12月的《美國化學學會·納米材料》上發(fā)表。
鋰離子電池已經(jīng)得到廣泛的應用。然而現(xiàn)行鋰離子電池的能量密度依然不足以滿足許多應用需求，而鋰-硫電池由于具有極高的理論比容量，并且硫含量豐富，價格低廉而備受關注。但鋰-硫電池在其在電化學過程中，在硫正極和鋰負極之間溶解的多硫化物引起的“穿梭效應”及其動力學轉化緩慢嚴重降低了活性硫的利用率，從而導致容量的快速衰，大大降低了鋰-硫電池的使用壽命。
“所謂‘穿梭效應’，指的是在充放電過程中，正極產(chǎn)生的多硫化物中間體溶解到電解液中，并穿過隔膜，向負極擴散，與負極的金屬鋰直接發(fā)生反應，最終造成了電池中有效物質(zhì)的不可逆損失、電池壽命的衰減、低的庫倫效率。”牛志強介紹，目前，人們已經(jīng)采取各種方法去改善上述問題，其中最普遍的策略是采用具有高比表面積的納米結構碳材料，通過物理限制作用進行多硫化鋰的捕獲；或是使用極性材料通過化學相互作用進行多硫化鋰的捕獲。
盡管如此，但碳的非極性通常導致循環(huán)性能不佳，極性材料的低電導率導致硫的利用率低，倍率性能差。因此有必要開發(fā)一種簡單但可以顯著提高硫正極的循環(huán)性能，同時保持良好倍率性能的有效材料制備方法，這對于實現(xiàn)長循環(huán)壽命的鋰硫電池來說是十分重要的。“氮化銦的銦陽離子和富電子氮原子通過強的化學鍵合作用捕獲生成的多硫化物；同時，氮化銦表面的快速電子轉移提高了多硫化物的動力學轉化過程，這樣，雙功能的氮化銦改性隔膜猶如一道墻，可有效地抑制鋰硫電池中的‘穿梭效應’。”牛志強介紹，具有氮化銦改性隔膜的鋰-硫電池表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)性能，在1000次循環(huán)后每個循環(huán)的容量衰減僅有0.015％，該研究為下一步開發(fā)高穩(wěn)定性鋰-硫電池奠定了基礎。目前我國新能源汽車和燃油車一樣，并沒有回收政策，如果車輛報廢了，將像燃油車一樣，由汽車報廢企業(yè)按規(guī)定對新能源汽車的車體予以拆解，回收利用，并支付給消費者相應的汽車報廢補貼。不過，新能源汽車真正回收的是車上的動力電池，因為電池里面是有很多化學物質(zhì)與金屬成分的，如果處理不當，將會對環(huán)境造成不可預料的破壞，這有悖于國家發(fā)展新能源汽車的初衷。所以國家對新能源汽車動力電池的回收，還有單獨出臺相關的規(guī)定。
在2018年8月1日，工信部、科技部、環(huán)境保護部、交通運輸部、商務部、質(zhì)檢總局、能源局聯(lián)合制定的《新能源汽車動力蓄電池回收利用管理暫行辦法》正式實施?！掇k法》中明確規(guī)定電池生產(chǎn)廠商必須按規(guī)定給動力電池制定編碼信息，并在網(wǎng)上填報，實現(xiàn)網(wǎng)上管理。同時明確車企是動力電池回收的主體，要通過4S等網(wǎng)點落實淘汰動力電池的回收責任。4S回收后，運回車企，對電池性能進行檢測后，根據(jù)電池狀況確定到底是進行梯次利用還是再生利用，并移交給相關電池回收利用企業(yè)。一般來說，電池回收的企業(yè)會對衰減率在20%-40%之間的動力電池再進一步檢測、將電芯分解后，再進行梯次利用，即將它的電芯重新包裝，制作成新的電池，供儲能電站、充電寶、應急燈等對儲電量要求并不是非常高的物品繼續(xù)使用，以免浪費。企業(yè)會根據(jù)不同的電池，通過不同的方法，如利用化學反應置換出里面的金屬鋰、錳、鈷等，再通過沉淀、吸附等方式從溶液里提取出來，又轉賣給電池生產(chǎn)廠商制造新電池。
其實早在2018年，動力電池就迎來了報廢小高峰，到2020年報廢的動力電池將會形成百億級的回收市場規(guī)模，報廢量將會超過24萬噸，為此，越來越多的企業(yè)及資本已經(jīng)開始在動力電池回收的市場布局了。
總結下來的話，新能源汽車回收等同于回收新能源汽車的動力電池。同時，汽車企業(yè)、電池企業(yè)應積極通過與參股第三方電池回收企業(yè)合作布局該領域，共同來推進新能源汽車動力電池的后期處理工作，以便整個新能源汽車的市場能形成一個環(huán)保的大循環(huán)。
