生產(chǎn)鋰電池的工序中可能產(chǎn)生的污染有哪些?如何減少污染?
鋰電池產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程,以及過(guò)程中會(huì)不會(huì)引起(氣體、水和土壤)污染?就現(xiàn)階段鋰電池生產(chǎn)過(guò)程,鋰電池(Li-ion)是不會(huì)有(有毒重金屬)污染的。
1.從電池本身先說(shuō)起
當(dāng)然,這個(gè)概念是相對(duì)的,和鉛酸,鎳鉻電池,它的污染是很小的,沒(méi)有重金屬污染。但是對(duì)于環(huán)境,還是肯定有害的(化學(xué)啥東西不毒?)。
電極材料和電解質(zhì)及溶劑可能污染:
需要再次說(shuō)明的是,這些和傳統(tǒng)的電池相比,污染都是極低的。
2.再說(shuō)的生產(chǎn)電池的工序中可能產(chǎn)生的污染。(
極片制成過(guò)程:在這幾個(gè)環(huán)節(jié)過(guò)程中,以國(guó)內(nèi)主流磷酸鐵鋰的體系,甚至是三元體系,不存在比較大的污染,當(dāng)然三元體系可能和鈷酸鋰還是有一定的污染的,比如說(shuō)鈷、錳、鎳都算是重金屬,但是相對(duì)來(lái)說(shuō)還算是比較環(huán)保。其中,磷酸鐵鋰最為環(huán)保。
剩余部分,除了按上面所說(shuō)材料的污染,注液中溶劑主要是環(huán)狀/鏈狀碳酸酯或者羧酸酯。溶質(zhì)主要是鋰鹽六氟磷酸鋰,添加劑主要是成膜添加劑、阻燃添加劑、導(dǎo)電添加劑、改善低溫放電添加劑。整個(gè)過(guò)程污染也都還好,當(dāng)然化學(xué)藥劑,不注意其控制,對(duì)環(huán)境肯定是有污染的。至于最后封裝和化成,那污染就更小了。圖示幾種不同的生產(chǎn)方法如下:
3.再談?wù)劵厥詹糠?br /> 對(duì)于鈷酸鋰和三元體系,當(dāng)然還是有回收必要的,畢竟里面含有重金屬。但是,磷酸鐵鋰,除了內(nèi)部電解液等等基本無(wú)害,對(duì)比其他電池也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害中金屬元素和物質(zhì),所以污染相對(duì)較小。
不過(guò),廢舊鋰離子電池中的物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境中還是可造成重金屬鎳、鈷污染(包括砷),氟污染,有機(jī)物污染,粉塵和酸堿污染。廢舊鋰離子電池的電解質(zhì)及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,如 LiPF6,LiAsF6,LiCF3S03,HF,P201等,溶劑及其分解和水解產(chǎn)物,如 DME,甲醇、甲酸等,都是有毒有害物質(zhì),還是需要將廢舊鋰電池送到有資質(zhì)的地方進(jìn)行統(tǒng)一處理,不要隨意丟棄。
討論鋰電池含有有毒物質(zhì)較少,討論他的污染問(wèn)題并不是很有意義。主要看生產(chǎn)企業(yè)的管控,生產(chǎn)化學(xué)農(nóng)藥的管控的好,同樣很好,相反,生產(chǎn)鋰電池的企業(yè)不加管控,那也不能忽視。
從各個(gè)成分對(duì)人體毒性上看鋰電池的污染問(wèn)題。其組成有以下幾種:
1. 正負(fù)極集流體,一般,正極用鋁箔,負(fù)極用銅箔,還可能焊一些鎳帶做連接導(dǎo)電用。這些基本沒(méi)有毒性?,F(xiàn)在出現(xiàn)的一些廢舊鋰電池回收單位就是靠回收這些和鋼殼鋁殼掙錢(qián)。標(biāo)簽:可回收利用,無(wú)污染。
2. 負(fù)極一般是石墨,少數(shù)可能是鈦酸鋰或是硅基材料,當(dāng)然錫基負(fù)極也有,但是太他媽的高端了,現(xiàn)在沒(méi)人用。石墨分為,天然石墨和人造石墨,天然石墨來(lái)源于石墨礦,然后再進(jìn)行一些加工,這個(gè)天然石墨的開(kāi)采,污染還是比較嚴(yán)重的,主要是對(duì)呼吸道的損壞,大家可以搜一下;人造石墨,是用石油焦或是瀝青等高分子物高溫石墨化制成,基本無(wú)污染。有一些鋰電池中石墨浮選的回收方法,但是不知道現(xiàn)在應(yīng)用的怎么樣了,肯定可以回收。鈦酸鋰的生產(chǎn)流程不清楚。硅基負(fù)極基本無(wú)污染。按照用量最大的石墨進(jìn)行評(píng)估。標(biāo)簽:中度污染,回收情況不明。
3.正極:目前的正極有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料、鈷酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰。磷酸鐵鋰,一般用作汽車(chē)電池或是儲(chǔ)能電池,無(wú)毒性。錳酸鋰,電動(dòng)自行車(chē)電池,無(wú)毒性。三元材料:鎳鈷錳酸鋰,用途廣泛,電動(dòng)自行車(chē)、電子產(chǎn)品、航模等,鈷元素有毒。鈷酸鋰,數(shù)碼類(lèi)的產(chǎn)品,手機(jī)、pad等,中等毒性。鎳鈷鋁酸鋰:不明,猜測(cè)和鎳鈷錳酸鋰一樣。
4、電解液為有機(jī)溶劑和鋰鹽組成,有機(jī)溶劑一般有PC、EC、DEC、DMC、DME等,其中DMC為微度,其他是無(wú)毒。鋰鹽是六氟磷酸鋰(用的最多,也有其他鋰鹽),遇水則水解生成HF,有毒。
5、外殼有幾大類(lèi):鋁殼、鋼殼、塑料殼、鋁塑膜。其中鋁殼、鋼殼無(wú)毒。塑料殼和鋁塑膜則是白色污染。
6、隔膜,一般是聚烯烴類(lèi)的微孔薄膜,PP、PE,白色污染。
7、粘結(jié)劑,目前一般有丁苯橡膠SBR、聚偏氟乙烯PVdF、還有一些丙烯酸類(lèi)的粘結(jié)劑。這些就當(dāng)做是白色污染吧。
另外鋰電加工過(guò)程中使用到的物質(zhì)主要是NMP(微毒),用作是正負(fù)極的溶劑,在制造過(guò)程中蒸發(fā)掉,企業(yè)需要控制其排放量,并且回收。
我認(rèn)為,目前鋰電存在的污染問(wèn)題主要有三大類(lèi):
第一、生產(chǎn)過(guò)程中清洗正負(fù)極制漿的設(shè)備和涂布設(shè)備造成的污染,這兩個(gè)是包括正極負(fù)極材料、NMP、膠等物質(zhì),一些企業(yè)控制不好(惡意揣測(cè)不想控制)導(dǎo)致含毒廢水泄露。
第一點(diǎn)一、生產(chǎn)過(guò)程中清洗注電解液時(shí)的用品,可能導(dǎo)致含電解液的水流入下水道。
一般情況下,技術(shù)研發(fā)人員很可能將水直接排入下水道。
第二、NMP回收不徹底。
第三、市場(chǎng)上流通的鋰電池確實(shí)很少有回收的,一是鋰電本身污染小,大家重視程度不夠;二是、鋰電回收收益低。導(dǎo)致現(xiàn)在鋰電池不想鉛酸電池一樣有大規(guī)模的回收應(yīng)用,而更像鎳氫等電池一樣,只有寥寥的一些“不要隨意丟棄電池”這樣的標(biāo)語(yǔ)。
















