废旧锂离子电池资源化技术研究

通过介绍废旧锂离子电池的组成成分及近年来废旧锂离子电池资源化处理技术的研究进展,提出目前主要回收方法有溶解分离法和直接回收正极材料的新型方法等,并对现有研究中存在的二次污染、安全性问题进行了初步探讨。     

废旧锂离子电池对环境污染的分析与对策

随着锂离子电池广泛应用，锂离子电池的使用量逐年增大．由废旧锂离子电池造成的环境问题已引起世界各国广泛关注。详细分析了废旧锂离子电池对环境的潜在污染，并提出了防治对策。     

废旧三元锂离子电池浸出及纯化技术研究进展

三元锂离子电池具有能量密度高、安全性好以及成本低等特点,因此在电动工具、移动电源以及新能源汽车领域得到广泛应用,其正极材料中含有丰富的有价金属(钴、镍、锰、锂等),具有很高的回收价值,浸出和纯化是正极金属回收过程中关键技术。文章总结了目前含镍钴锰的废旧三元锂离子电池正极金属的浸出和纯化技术,从浸出试剂及浸出条件角度分析了酸浸法和氨浸法等浸出方法对废旧三元锂离子电池正极金属的浸出效果,论述了正极活性物质中钴、镍、锰、锂4种金属分离纯化(选择性沉淀、萃取等)和合成纯化(共沉淀、固相反应以及溶胶凝胶法)从纯化成本、产物纯度以及工艺复杂度等角度分析不同纯化方法的优缺点,并为废旧三元锂离子电池的无害化和资源化技术发展提供建议。     

废旧锂离子电池流向及管理现状调研

通过企业实地考察、问卷调查、企业高管访谈、资料收集等方式对当前废旧锂离子电池的流向及管理现状开展深入调查研究。研究表明:我国废旧锂离子电池主要来源于锂离子电池加工企业生产过程中的不合格品、动力电池及民用废旧电池,占比分别为10.4%、48.6%和41%;生产废料和废旧动力电池流向电池回收企业,经处理、加工得到循环利用;大部分民用废旧电池随便丢弃,回收处理较少;欧盟和美国对废旧电池的管理建立了生产者责任延伸制度,而我国废旧锂离子电池的管理还处于起步阶段,制度、政策及回收体系并不完善。     

废旧车用动力锂离子电池的回收利用现状

论述了废旧车用动力锂离子电池的国内外回收利用现状,并鼓励相关企业进行梯级利用,当废旧动力锂离子电池不再适合梯级利用时,则进行回收处理。基于废旧动力锂离子电池正极涂层中的有价金属回收机理,将回收工艺归纳为物理化学法、化学法和生物法三大类,概括了现阶段我国汽车动力锂离子电池回收存在的一些问题和发展趋势。总体看来,动力锂离子电池的回收利用不仅能带来巨大的环境效益,同时也能产生显著的经济和社会效益。     

废旧锂离子电池回收处理技术研究进展

通过介绍废旧锂离子电池的构成及近年来废旧锂离子电池回收处理技术的研究进展,综述了目前主要回收方法有溶解分离法和直接回收正极材料的新型方法等,并对现有研究中存在的二次污染、安全性问题进行了初步探讨。     

废锂离子电池正极材料的火法资源化技术研究进展

废锂离子电池兼具资源化价值与环境危害双重属性,故对其进行有价资源的二次回收再生,并同时实现无害化处理具有重要现实意义。火法技术因其处理流程短、高效、易工业化应用等特点,已成为废锂离子电池资源化研究热点之一,其主要基于高温条件下的化学转化,实现有价金属Li、Co、Ni等的回收或资源化再生。系统介绍了火法技术在废锂离子电池正极材料资源化中的应用及其研究现状,包括电极材料解离、有价金属冶炼回收、正极活性材料再生等方面,分析了不同热处理技术的优势及其存在的问题,并展望了未来废锂离子电池正极材料火法资源化处理技术的研究方向。     

从废旧锌锰电池中回收汞和铵的工艺研究

针对废旧锌锰电池中汞分散存在给回收处理废旧锌锰电池工作完全回收汞所带来的困难 ,利用汞和铵的性质特点 ,找到了从废旧锌锰电池中集中回收汞和铵的工艺条件 ,为废旧锌锰电池的资源化和防止二次污染创造了有利条件。     

废旧电动汽车用动力电池运输安全的试验研究

为了解决废旧电动汽车用动力电池运输安全问题,以废旧锂离子动力电池和镍氢动力电池为研究对象,通过分析废旧动力电池电解液泄漏、电池燃烧爆炸的特点,进行了振动试验、冲击试验和外部短路试验,考察了温度、振动、冲击和外部短路对废旧动力电池运输安全的影响,并提出了具体的应对措施。结果表明:锂离子动力电池电解液闪点较低,电解液泄漏并接触到空气中的氧气会引起电池着火燃烧,甚至爆炸;振动试验对废旧动力电池无明显影响;冲击试验可造成电池焊缝出现开裂;电池外部短路时,电池温度随电池剩余容量(SOC)的减少而减少,电池宜在SOC为0时运输,同时正负极触头应有绝缘防护;锂离子动力电池和镍氢动力电池应采用耐腐蚀、防泄漏容器分别独立放置,且在雨天运输时宜采用水密性高的刚性防水密封容器盛放,以避免其遭受雨淋。     

废干电池的回收利用及管理对策

介绍了国内外近年来废旧锌锰电池、镉镍电池的回收利用现状及其技术 ,分析了各种方法的优缺点 ,并提出了废旧干电池的资源化和无害化的管理对策     

废旧锂电池的回收与再利用研究

目前废旧电池污染对人类健康及环境造成的危害越来越受到人们的关注.结合目前国内废旧锂电池回收概况及区域废旧锂电池回收的实地调研情况,了解废旧锂电池的回收再利用现状及人们对废旧锂电池的认识,分析锂电池的再利用价值.同时,结合电池品种羔异的特性,设计出针对性强、可行性高的废弃锂池回收体系;通过分析锂电池工作的基本工作原理、使用特性及电池材料组成成分,提出一些延长锂电池使用寿命、增加使用周期的方法.     

退役三元锂电池循环利用系统减碳效率评估及优化分析

随着我国新能源汽车产业的快速发展,大批动力电池进入退役期.针对退役动力电池循环利用现状,识别降本减碳协同效应并开展系统优化分析,成为重要研究课题.本文综合采用生命周期评价和生命周期成本方法,分析了当前我国退役三元锂电池循环利用系统的碳足迹和经济成本.结果表明,1GWh容量的退役三元锂电池循环利用系统碳足迹和生命周期成本分别为-2.33×10⁷kgCO₂eq和-33613.15万元.结合碳足迹和生命周期成本二维指标开展减碳效率评估和情景分析发现,相对于现实系统,汽车生产商主导的优化情景减碳效率较低,提高梯次利用比例的优化情景具有最优减碳效率.通过提高梯次利用比例和采用先进资源化技术均能够显著提升退役三元锂电池循环利用系统的减碳效率.     

废旧锂电池中有价金属的回收技术研究

锂电池以其优异的性能得到了广泛的应用,其废弃量也在逐步增加.如果不对其进行有效的处理回收,不仅给环境保护带来巨大的压力,而且也会造成钴、锂、镍和锰等有价金属的极大浪费.综述了国内外对废旧锂电池回收技术的研究现状,比较了不同回收途径的优缺点,讨论了回收技术的发展方向,着重介绍了共沉淀法在废旧锂电池有价金属回收中的应用.此外,随着锂离子电池生产技术的发展,新的电极材料将会出现并取代过渡金属氧化物,同时也需要相应的电解液与之匹配,这将向废旧锂电池回收技术提出了新的要求.     

船舶混合锂离子电池储能系统功率分配研究

目的提高极端海况下船舶的适航性和动力性。方法针对能量型和功率型锂离子电池不同工作特性,设计半主动式船舶混合锂离子电池储能系统拓扑结构,提出基于模糊控制理论的功率分配策略,并根据锂离子电池荷电状态(StateofCharge,SOC),限制其最大充放电电流。结果提出的控制策略可充分发挥钴酸锂电池的功率特性和磷酸铁锂电池的能量特性,直流母线电压波纹小于2%。结论在极端海况下,船舶混合锂离子电池储能系统可减少磷酸铁锂电池放电循环次数和放电深度,延长磷酸铁锂电池组的使用寿命,平抑脉冲负载扰动,提高船舶电网稳定性。     

Life cycle assessment of lithium-ion batteries for plug-in hybrid electric vehicles – Critical issues

The main aim of the study was to explore how LCA can be used to optimize the design of lithium-ion batteries for plug-in hybrid electric vehicles. Two lithium-ion batteries, both based on lithium iron phosphate, but using different solvents during cell manufacturing, were studied by means of life cycle assessment, LCA. The general conclusions are limited to results showing robustness against variation in critical data. The study showed that it is environmentally preferable to use water as a solvent instead of N-methyl-2-pyrrolidone, NMP, in the slurry for casting the cathode and anode of lithium-ion batteries. Recent years’ improvements in battery technology, especially related to cycle life, have decreased production phase environmental impacts almost to the level of use phase impacts. In the use phase, environmental impacts related to internal battery efficiency are two to six times larger than the impact from losses due to battery weight in plug-in hybrid electric vehicles, assuming 90% internal battery efficiency. Thus, internal battery efficiency is a very important parameter; at least as important as battery weight. Areas, in which data is missing or inadequate and the environmental impact is or may be significant, include: production of binders, production of lithium salts, cell manufacturing and assembly, the relationship between weight of vehicle and vehicle energy consumption, information about internal battery efficiency and recycling of lithium-ion batteries based on lithium iron phosphate.     

基于成本核算的废旧动力电池回收模式分析与趋势研究

概述了动力电池流向、回收管理体系和回收模式等管理现状,总结提出了以新能源汽车生产企业、动力电池生产企业、第三方综合利用企业和产业联盟为回收主体的四种动力电池回收模式;考虑建设成本、运行维护成本、收集成本、贮存成本、运输成本、人工成本、税收成本、管理成本等8个构成要素,构建了废旧动力电池回收成本模型;核算了四种回收模式的废旧动力电池回收成本和利润情况.核算数据显示,回收1万t/a的废旧动力电池项目,在年总收益均为8500万元的条件下,四种回收模式的利润区间为-461~401万元.结果与趋势分析表明,我国可优先推广新能源汽车生产企业为回收主体的回收模式,便于迅速布局;市场成熟后以动力电池生产企业和综合利用企业为回收主体的模式将进入市场,专业性和技术性将大幅提升;当市场更加成熟,以产业联盟为主体的回收模式将更具优势,回收成本降到最低.综上,建议从避免重复建设,缩短资金周转周期,探索创新模式,构建绿色供应链以及完善回收法律体系等方面入手,进一步完善我国废旧动力电池回收体系.     

废电池的环境污染及资源化价值分析

分析了各类废电池的资源化,安再生利用价值由高到低顺序依次为铅酸蓄电池、镍镉、镍氢电池、普通干电池。电池中含有的主要污染物质包括重金属以及酸、碱等电解质溶液。对环境和人体健康危害较大的废电池类别主要为：（1）含汞电池，指氧化汞电池，部分汞含量较高的锌锰和碱锰干电池；（2）铅酸蓄电池；（3）含镉电池，主要是Ni-Cd电池。废电池中化学物质释放进入环境过程是在电池包壳破损后发生的，或者是电池包壳本身发生浸蚀作用。普通家用干电池中的污染物质大多呈固态，由电池内部迁移到环境中是一种缓慢的过程。文中还分析了废电池污染环境的主要途径、采用各种不同处理、处置方式管理废电池可能引起的环境污染。     

废弃PVC辅助氯化焙烧高效回收废旧锂离子电池正极材料

采用废弃PVC作为氯化剂,通过氯化焙烧与低温水浸复合,有效提高了废弃锂离子电池正极材料LiCoO₂中钴和锂的浸出效率。系统研究了焙烧温度、氯化剂与正极材料LiCoO₂物料比、焙烧时间等参数对钴和锂浸出率的影响规律和作用机制。研究结果表明:在焙烧温度500℃、物料比5∶1、焙烧时间120 min条件下,再经60℃水浸后,钴的浸出率达到95%以上,锂的浸出率高达99%。同时采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）表征焙烧前后材料的晶体结构和表面形貌以及元素化合价变化,阐明了氯化焙烧LiCoO₂过程中钴和锂的物相间转化机制与动力学机理。与传统的湿法、火法和生物冶金相比,该废旧锂离子电池正极材料回收技术拥有更低的能源强度和更好的工业应用前景。     

废旧干电池资源化技术评述

详细地评述了近20多年来国内外有关废旧干电池资源化技术的研究状况，并结合我国国情，提出了实现废旧干电池工业化回用的可行性技术建议。