電池回收利用政策法規(guī)現(xiàn)狀: 國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池回收利用的法規(guī)對(duì)于動(dòng)力電池的梯次利用均無(wú)相關(guān)法律約束,而對(duì)于廢舊電池回收利用則有相關(guān)的法律規(guī)定。歐盟涉及電池回收的法規(guī)主要有電池指令、有害物處理法規(guī)、報(bào)廢汽車(chē)回收法規(guī)。美國(guó)采用聯(lián)邦法規(guī)、州法規(guī)和地方法規(guī)三個(gè)層面對(duì)廢舊充電電池的生產(chǎn)、收集、運(yùn)輸、貯存等過(guò)程做出了規(guī)定。日本要求電池行業(yè)建立回收系統(tǒng),收集和回收充電電池。
我國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展對(duì)動(dòng)力電池回收利用提出了要求。在資源利用和成本節(jié)約方面,電池中鎳、鈷、銅、鋰、稀土等有價(jià)金屬的提取和再利用能夠節(jié)約資源和減少成本投入。
據(jù)了解,廢鋰電池具有較高的回收價(jià)值。比如常見(jiàn)的鈷酸鋰電池中含有鈷、銅、鋁、鐵等金屬,其中,鈷大約占15%左右。我國(guó)鈷資源貧乏,市場(chǎng)需求大,只能從國(guó)外進(jìn)口,對(duì)鋰電池進(jìn)行回收能有效緩解這種情況。有數(shù)據(jù)顯示,如果廢鋰電池能得到充分回收,每年可回收鈷240噸,僅這一項(xiàng)就價(jià)值4000萬(wàn)以上。再比如廢鎳氫電池中鎳的含量高達(dá)30%~50%,鈷含量約為2%~5%,稀土含量為5%~10%,同樣具有的回收價(jià)值。國(guó)內(nèi)外動(dòng)力電池回收利用現(xiàn)狀: 從動(dòng)力電池全生命周期來(lái)看,動(dòng)力電池的回收再利用包含梯次利用、金屬和電池材料再生、動(dòng)力電池制造和配套到電動(dòng)汽車(chē)幾個(gè)階段。其中,梯次利用的對(duì)象一般是電池模組的重組在使用過(guò)程,而對(duì)于電池單體的回收再利用,往往要經(jīng)過(guò)電池包的手工拆解/設(shè)備拆解,然后對(duì)電極材料進(jìn)行火法/濕法冶金。就鋰電池而言,國(guó)內(nèi)外采用物理拆解、火法和濕法工藝組合的方式,可回收得到金屬銅、鋁及金屬鈷和鎳等產(chǎn)物。回收鋰電池——鋰電池結(jié)構(gòu): 鋰電池通常有兩種外型:圓柱型和方型。電池內(nèi)部采用螺旋繞制結(jié)構(gòu),用一種非常精細(xì)而滲透性很強(qiáng)的聚乙烯薄膜隔離材料在正、負(fù)間間隔而成。正包括由鈷酸鋰(或鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰等)及鋁箔組成的電流收集。負(fù)由石墨化碳材料和銅箔組成的電流收集組成。電池內(nèi)充有有機(jī)電解質(zhì)溶液。另外還裝有安全閥和件(部分圓柱式使用),以便電池在不正常狀態(tài)及輸出短路時(shí)保護(hù)電池不受損壞。 單節(jié)鋰電池的電壓為磷酸亞鐵鋰正的為,電池容量也不可能無(wú)限大,因此,常常將單節(jié)鋰電池進(jìn)行串、并聯(lián)處理,以滿(mǎn)足不同場(chǎng)合的要求。
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蓄電池壽命的定義
蓄電池的壽命一般是指浮充狀態(tài)下的使用年限。對(duì)于在非浮充狀態(tài)下工作的蓄電池,其壽命是從循環(huán)放電次數(shù)和放電深度兩個(gè)維度來(lái)衡量的,如表1所示。所以不能簡(jiǎn)單地以能使用多少年來(lái)衡量蓄電池的壽命。
對(duì)于蓄電池的循環(huán)放電次數(shù)來(lái)說(shuō),是在蓄電池放電后充足電能,要充足電能充電時(shí)間至少需要(依據(jù)2的規(guī)定)。對(duì)于充電不足的情況,其循環(huán)放電次數(shù)很難確定,肯定要低于表1中描述的數(shù)據(jù)。
放電深度對(duì)電池使用壽命的影響也大,電池放電深度越深,其循環(huán)使用次數(shù)就越少,如表1所示,因此在使用時(shí)應(yīng)避免深度放電。
蓄電池壽命終止的因素
對(duì)于閥控密封來(lái)說(shuō),有四種失效模式:正板腐蝕、失水、熱失控、硫酸鹽化。其中正板柵腐蝕由于合金工藝技術(shù)的提高,腐蝕速度慢,一般是10~15年。
失水的途徑比較多:節(jié)流閥設(shè)計(jì)不合理,頻繁開(kāi)啟;電源對(duì)蓄電池頻繁均充;環(huán)境溫度過(guò)高。其中高溫是主要的因素,高溫會(huì)加速蓄電池失水速度,導(dǎo)致蓄電池容量下降。以25℃為基準(zhǔn),當(dāng)蓄電池運(yùn)行環(huán)境上升10℃,壽命減少50%。
熱失控是指蓄電池在充電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量未及時(shí)釋放出,溫度和化學(xué)反應(yīng)之間形成一個(gè)正回饋,出現(xiàn)失控。熱失控對(duì)蓄電池是毀滅性的,造成蓄電池外殼變形,嚴(yán)重者造成蓄電池爆炸。熱失控的原因是機(jī)房環(huán)境溫度超過(guò)45℃、高溫下浮充電壓過(guò)高(沒(méi)有溫度補(bǔ)償功能)、充電電流超過(guò)設(shè)計(jì)值(超
硫酸鹽化是指在板上生成白色堅(jiān)硬的硫酸鉛結(jié)晶,顆粒比較大,活性低,充電時(shí)難以轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)的硫酸鉛,導(dǎo)致電池容量下降或功能衰退。鹽酸化的原因是電池在安裝使用前曾長(zhǎng)時(shí)間擱置儲(chǔ)存(超過(guò)3個(gè)月)、持續(xù)過(guò)放電或經(jīng)常過(guò)量放電或小電流深放電、環(huán)境溫度過(guò)高或過(guò)低、經(jīng)常充電不足和沒(méi)有定期執(zhí)行均充。
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18650動(dòng)力電池回收適用于梯次回收的動(dòng)力電池本身沒(méi)有報(bào)廢,18650動(dòng)力電池回收仍然可以在別的途徑繼續(xù)使用,一般電池容量在60%-80%范圍內(nèi)時(shí)梯次利用價(jià)值較高;18650動(dòng)力電池回收利用的主要應(yīng)用場(chǎng)景包括:低速電動(dòng)車(chē)、備用電源以及儲(chǔ)能領(lǐng)域;而在動(dòng)力電池容量下降到初始容量的30%或40%以下時(shí),18650動(dòng)力電池回收可以通過(guò)拆解實(shí)現(xiàn)資源再生利用,目前行業(yè)公認(rèn)的理想模式是先梯次利用再拆解回收。
動(dòng)力電池回收的注意事項(xiàng)有哪些: 1、區(qū)分是梯次利用,還是拆解回收:梯次利用,是拆解重組后應(yīng)用到儲(chǔ)能環(huán)節(jié),或者其他對(duì)能量密度要求不高的領(lǐng)域;拆解回收是將廢舊電池中鈷、鎳等昂貴金屬材料提取出來(lái),這也從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明相較三元電池,磷酸鐵鋰電池再生利用經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較低; 2、注重動(dòng)力電池的溯源:加強(qiáng)對(duì)電池的溯源,有助于了解廢舊電池的生命周期,從而對(duì)回收的電池進(jìn)行分類(lèi),可以降低回收成本; 3、規(guī)格統(tǒng)一:市面上的動(dòng)力電池規(guī)格不一,在內(nèi)外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模組連接方式和工藝技術(shù)上各不相同,因此在回收電池時(shí),需進(jìn)行全方面的測(cè)試,并予以分類(lèi)整理,降低電池拆解的難度,解決短路、爆炸、泄露等隱患。
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