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.     

Multi-factor principle for electrolyte additive molecule design for facilitating the development of electrolyte chemistry

When I read the paper"Electrolytes enriched by potassium perfluorinated sulfonates for lithium metal batteries"from Prof. Jianmin Ma's group, which was published in Science Bulletin (doi.org/10.1016/j.scib.2020.09.018), I felt excited as presented a multi-factor principle for applying potassium perfluorinated sulfonates to suppress the dendrite growth and protect the cathode from the viewpoint of electrolyte additives. The effects of these additives are revealed through experimental results, molecular dynamics simulations and first-principle calculations. Specifically, it involves the influence of additives on Li+ solvation structure, solid electrolyte interphase (SEI), Li growth and nucleation. Following the guidance of the multi-factor principle, every part of the additive molecule should be utilized to regulate electrolytes. This multi-factor principle for electrolyte additive molecule design (EAMD) offers a unique insight on understanding the electrochemical behavior of ion-type electrolyte additives on both the Li metal anode and high-voltage cathode. In these regards, I would be delighted to write a highlight for this innovative work and, hopefully, it may raise more interest in the areas of electrolyte additives.     

航空压力环境对锂离子电池热解气体爆炸极限影响*

针对航空锂离子电池热失控释放气体安全性研究不足的问题,采用气体拉曼光谱技术、气相色谱仪(Gas Chromatography,GC)和质谱(Mass Spectroscopy,MS)耦合来探究压力和荷电状态(State of Charge,SOC)对锂离子电池早期故障气体类型、气体动态演变及气体潜在危险性等特征的影响规律,同时综合考虑压力、电压和电池温度等多种因素分析锂离子电池热失控危害。研究结果表明:电池SOC越高且环境压力越低,电池越早触发热失控,爆炸极限越宽,其中30 kPa下100%SOC电池热解气体爆炸极限为8.01%~53.35%;SOC和环境压力越高,电池热失控越危险,释放的气体体积越多;CO,CO2,PF3,C2H4及电解液（C3H6O2、C3H6O3、C4H8O2）等气体可作为航空锂离子电池早期故障诊断特征。研究结果对保障锂离子电池在航空领域的安全运输及应用具有重要意义。     

细水雾对锂离子电池热失控抑制作用的实验研究

为研究细水雾对锂离子电池热失控的抑制作用,利用自设计细水雾实验装置对18650型锂离子电池热失控进行抑制实验,对比两节电池依次燃爆和不同阶段使用细水雾的温度曲线。研究表明,细水雾对于抑制锂离子电池热失控有效,但不同热失控阶段细水雾抑温效果差异较大,结合锂离子电池多米诺效应和机载灭火设备适航性要求,应尽可能将细水雾喷雾时间节点靠近初次爆炸的时间节点。提出通过准确探测初次爆炸发生和进一步增强细水雾抑制作用来控制锂离子电池热失控及多米诺效应的发生和传播。     

数据挖掘与现场调查结合的电动汽车事故分析

为了解电池热失控引起的电动汽车自燃事故起因,降低事故发生率,统计梳理2020年新能源汽车起火事故概况,并基于动力电池失效机制和车辆运行数据,提出一种融合事故阶段安全参数关联分析、事故现场调查和全生命周期数据一致性分析的事故多维分析方法,采用该方法深入剖析一起电动汽车起火事故.研究结果表明:事故多维分析方法可通过探究事故...     

锂电池检测的安全标准及安全防护研究

为评估并提高锂电池在使用、储存和运输过程中的安全,本文归纳总结了国内外锂电池安全检测的相关标准,对标准中测试项目异同作了重点分析和对比,并讨论了锂电池的安全风险及风险分级情况。同时,鉴于锂电池检测过程中可能出现的起火、爆炸等危险,探讨了电池检测过程的安全防护技术,并从样品区和试验区两方面提出了安全防护要求和建议。     

太空环境下锂离子电池热失控与火灾的研究展望

综述了锂离子电池的热失控机理,介绍了由于电池内部电解液、电池隔膜和电极材料分解的链式热反应过程而引发的热失控和火灾现象。同时,讨论了锂离子电池在微重力太空环境中可能产生的烟黑浓度倍增,加速火蔓延,火焰喷射等极端火行为。进而探讨了开展锂离子电池的低压、落塔和抛物飞行等地面实验模拟太空微重力燃烧的方法可行性,建立数值模型预测太空微重力环境下锂离子电池热失控临界条件与火灾行为的必要性,以及如何通过基础研究科学地指导空间站电池热管理和消防系统的设计。     

放电条件下锂离子电池热行为的研究

锂离子电池在生产生活中扮演着重要角色,为了对其热性能有更全面的了解,对锂离子电池放电条件下的热行为进行了探究。通过采集表面温度、电压、热释放速率等参数后对比发现,在可逆热与不可逆热的作用下,电池放电过程中存在明显的升温。此外,放电处理将导致电池出现更为明显的升温情况,更早发生热失控。最后,经过放电处理的锂电池在外加热源作用进而发生失控的实验过程中有着更剧烈的热失控行为,并最终释放较少的热量。     

基于火探管式的锂离子电池灭火技术研究

为研究锂离子电池灭火方案,基于火探管灭火技术同时利用新型清洁灭火剂Novec 1230,组装成火探管灭火系统。在灭火测试平台上以功率为200 W的电热管作为外热源引发单电池或电池模组热失控,通过改变火探管的布置位置,记录相应的灭火行为以及灭火效率,并对实验结果进行了分析。研究结果表明,当火探管灭火系统直接布置在电池正上方时,在起火后的5.6s内控制火情;随着灭火剂用量增加可以显著降低体系温度,防止电池复燃以及连锁热失控现象发生;火探管有效覆盖区域外的失控电池作为热源将继续加热临近电池,引发连锁热失控,造成灭火系统失效;根据电池热失控后的燃烧行为以及传热行为,提出相应的火探管灭火系统复合方案。     

我国废铅蓄电池产生量与再生铅产能的讨论

废铅蓄电池是再生铅主要原料,铅蓄电池产量、进出口量、社会消费保有量,以及铅蓄电池消费使用领域与废铅蓄电池产生量有关。预测2015年废铅蓄电池产生量,并讨论我国再生铅产能规模,供再生铅产业结构调整与区域布局调整作参考。