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電池知識(shí)

簡(jiǎn)述鋰離子電池生產(chǎn)廢氣處理技術(shù)!新型固態(tài)電池對(duì)鋰離子電池三大缺陷是什么??

來(lái)源:未知    2019-04-10 12:56    點(diǎn)擊量:

伴隨電動(dòng)汽車(chē)給傳統(tǒng)汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)革命性的變化,對(duì)電池的生產(chǎn)加工要求也更高,在鋰電池生產(chǎn)過(guò)程中,尤其是化成時(shí)不同時(shí)間段將會(huì)產(chǎn)生不同的氣體,這些氣體對(duì)生成操作人員及環(huán)境有很大的危害。鋰離子電池生產(chǎn)極片制造過(guò)程需要使用N-甲基吡咯烷酮,這些N-甲基吡咯烷酮在極片制造涂布過(guò)程中會(huì)散發(fā)到大氣中去。

  南京永研環(huán)保科技公司首先提出“高溫等離子焚燒”概念(發(fā)明專(zhuān)利),是唯一掌握該技術(shù)并實(shí)際應(yīng)用的企業(yè)(世界范圍)。為有機(jī)廢氣治理開(kāi)辟了一條全新的途徑。

  高溫等離子焚燒技術(shù)是高頻(30KHz)高壓(100KV)大功率電源在特定條件下的聚能放電,產(chǎn)生3千℃等離子態(tài)高溫氣流。

  有機(jī)廢氣在反應(yīng)器中經(jīng)過(guò)壓縮、高壓聚能放電成為高溫等離子體。反應(yīng)器壓力增高,氣體體積急劇膨脹,在高溫、高電勢(shì)的雙重作用下,有機(jī)廢氣瞬間(萬(wàn)分之5秒)成為高溫等離子體,其中長(zhǎng)分子鏈裂解成單質(zhì)原子,有機(jī)物清除率大于98%。

  高溫等離子焚燒裝置無(wú)需濃縮,便可直接處理低濃度、大風(fēng)量有機(jī)廢氣。每處理1萬(wàn)立方米/小時(shí)有機(jī)廢氣,僅消耗10kW電力。

  從資金投入和營(yíng)運(yùn)成本考量,高溫等離子焚燒方案要優(yōu)于濃縮吸附+RTO焚燒方案。

 

  工藝流程示意圖:

  高溫等離子焚燒”技術(shù)優(yōu)勢(shì):

  模塊化設(shè)計(jì),配置靈活,經(jīng)濟(jì)高效,可處理從幾百立方到幾十萬(wàn)立方不同濃度、流量的有機(jī)廢氣。

  無(wú)需預(yù)熱,即開(kāi)即用。

  能效比高,高溫等離設(shè)備廢氣排放口溫度,比進(jìn)氣口溫度僅提高幾十度。能夠處理高濃度、成分復(fù)雜、易燃易爆及含有水分、固態(tài)、油狀物的工業(yè)廢氣,實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

  風(fēng)阻小,能耗低,不消耗天然氣,無(wú)碳排放問(wèn)題。沒(méi)有閥門(mén)等運(yùn)動(dòng)部件,能夠無(wú)故障,不間斷運(yùn)行上萬(wàn)小時(shí)。

  苯并芘、二惡英等難以處理的物質(zhì),瞬間分解,實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。(是垃圾焚燒尾氣排放二惡英問(wèn)題的理想解決方案)

  天燃?xì)夥贌ㄒ蚱涔ぷ鳈C(jī)理及自身結(jié)構(gòu)上的缺陷,在易燃易爆場(chǎng)所,或處理廢氣中含有可燃成分時(shí)需要考慮防爆問(wèn)題。

  高溫等離子焚燒技術(shù)是一個(gè)劃時(shí)代的技術(shù)變革。

  青海泰豐先行鋰能科技有限公司,依托青海鹽湖資源優(yōu)勢(shì),依托北大先行在鋰離子電池及其關(guān)鍵材料方面雄厚的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ),聯(lián)合北京大學(xué)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作,從事新能源電池正極材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。建設(shè)我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型鋰離子電池正極材料大規(guī)模研究和產(chǎn)業(yè)化基地。

  此次與永研環(huán)保就廢氣治理項(xiàng)目的合作是對(duì)永研環(huán)保在環(huán)保領(lǐng)域的充分信任,也為企業(yè)的廢氣污染、技術(shù)進(jìn)步、提高效益、維護(hù)人民群眾的身體健康作出了巨大的貢獻(xiàn)。得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校科克雷爾工程學(xué)院教授,鋰電池的發(fā)明人之一,94歲的JohnGoodenough帶領(lǐng)的工程師團(tuán)隊(duì)研制出了首個(gè)全固態(tài)電池。這種更安全、充電更快、使用壽命更長(zhǎng)的充電電池將為智能手機(jī)、電動(dòng)汽車(chē)和能源存儲(chǔ)站提供新的選擇。


  JohnGoodenough,鋰電池的發(fā)明人之一,在他的電池材料實(shí)驗(yàn)室里來(lái)源:科克雷爾工程學(xué)院

  Goodenough,跟科克雷爾學(xué)院高級(jí)研究員MariaHelenaBraga共同實(shí)現(xiàn)了這項(xiàng)突破。他們研制的低成本全固態(tài)電池優(yōu)點(diǎn)在于:不僅沒(méi)有燃燒風(fēng)險(xiǎn),而且使用壽命長(zhǎng),體積能量密度高,充放電速度快。這項(xiàng)研究成果發(fā)表在《能量和環(huán)境》期刊上。

  “成本、安全性、能量密度、充放電速率和使用壽命是決定電動(dòng)汽車(chē)能否被公眾接納的重要因素。我們相信這項(xiàng)成果解決了今天電池面臨的很多問(wèn)題。”Goodenough說(shuō)。

  研究人員的演示表明這種新電池的能量密度是當(dāng)今鋰電池的三倍。對(duì)電動(dòng)汽車(chē)而言,電池的能量密度決定了它的行駛里程,電池的能量密度越高,每次充電后汽車(chē)就能跑得越遠(yuǎn)。這種新電池的配方還增加電池的充放電次數(shù),進(jìn)而延長(zhǎng)了電池的使用壽命。另外,新電池的充電速度更快(幾分鐘之內(nèi),不再是以往的幾個(gè)小時(shí))。

  當(dāng)今的鋰電池用的是液體電解質(zhì)將鋰離子從陽(yáng)極(電池的負(fù)極)傳遞到陰極(電池的正極)。如果電池充電過(guò)快,電池中會(huì)形成枝晶,也叫“金屬晶須”,并穿透液體電解質(zhì)形成短路,可能導(dǎo)致爆炸或火災(zāi)。摒棄液體電解質(zhì)后,研究人員使用了一種玻璃電解質(zhì),后者允許研究人員用堿金屬做電極,并且不會(huì)有枝晶的形成。

  在傳統(tǒng)電池中,堿金屬(鋰、鈉、鉀)是不能用作電極的。但在全固態(tài)電池里,堿金屬電極增加了陰極的能量密度,還延長(zhǎng)了電池的使用壽命。研究人員在實(shí)驗(yàn)室中觀察到這種電池在保持低槽電阻的情況下能充放電1200余次。

  另外,因?yàn)楣虘B(tài)電池的電解質(zhì)在零下20攝氏度下還能保持較高的電導(dǎo)率,使用這種電池的汽車(chē)在零度以下的環(huán)境中仍然可以正常運(yùn)行。這種全固態(tài)電池在零下60攝氏度下也能工作。

  科克雷爾學(xué)院高級(jí)研究員Braga在葡萄牙波爾圖大學(xué)時(shí)開(kāi)始研制固態(tài)電解質(zhì)電池。兩年前,她開(kāi)始跟Goodenough教授、奧斯汀德州大學(xué)研究員AndrewJ.Murchison合作進(jìn)行這一課題。Braga還透露,正是Goodenough教授對(duì)固態(tài)玻璃電解質(zhì)的組成和性質(zhì)的理解讓它得以應(yīng)用到電池中,這項(xiàng)技術(shù)已被奧斯汀德州大學(xué)技術(shù)商業(yè)化辦公室申請(qǐng)了專(zhuān)利保護(hù)。

  這種玻璃電解質(zhì)允許研究人員將堿金屬電鍍到陽(yáng)極和陰極上,不用擔(dān)心枝晶的形成,同時(shí)也簡(jiǎn)化了電池制造過(guò)程。

  這種電池另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,制造材料不會(huì)影響環(huán)境。“玻璃電解質(zhì)可以用鈉替代鋰,而鈉廣泛分布在海水中,很容易獲得。”Braga說(shuō)。

  Goodenough教授和Graga還在繼續(xù)進(jìn)行電池研究,并申請(qǐng)相關(guān)專(zhuān)利。下一步,他們希望與電池制造商合作,開(kāi)發(fā)和測(cè)試為電動(dòng)汽車(chē)和能源存儲(chǔ)裝置提供的新型電池。
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