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锂电池的应用
随着二十世纪微电子技术的发展,小型化的设备日益增多,对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。
早得以应用于心脏起搏器中。由于锂电池的自放电率极低,放电电压平缓。使得起搏器植入人体长期使用成为可能。
锂电池一般有高于3.0伏的标称电压,更适合作集成电路电源。二氧化锰电池,就广泛用于计算机,计算器,照相机、手表中。
铁锂蓄电池具有高倍率放电、容量损失小的特点,从0.1C电流到1C电流(C为电池额定容量)放电,均能放出95%以上的额定容量。公式如下
Q≥KIT/η
其中: Q:蓄电池容量(AH)
K:安全系数,取1.25
I:负荷电流(A),根据机房实际负荷取值
T:放电小时数(h),即后备电时长,取10
η:放电容量系数,取0.95
回收动力电池的原因不仅在于它们已经达到了使用寿命的上限,而且这些电池对环境造成了严重的破坏。
动力电池电解液中含有物质和六氟磷酸锂等挥发性物质。如果处理不当,大量废旧电池将对生态环境产生影响。同时,如果拆卸过程操作不当,也会造成着火、、触电、腐蚀等隐患。
电池含有许多重要的稀有金属元素。目前,锂、镍、金刚石和锰的回收率可达99%以上。动力电池的回收不仅有利于资源的循环利用,而且可以缓解原材料的供应,降低成本。
值得指出的是,由于我国早期的新能源汽车动力电池主要是磷酸铁锂电池,大部分退役电池都是磷酸铁锂电池。然而,2022年后,三元锂电池也将开始退役的趋势。因此,无论是磷酸铁锂电池还是三元锂电池,回收利用都显得尤为迫切。
发展废旧动力电池回收的意义
随着新能源汽车产业的快速发展,我国已成为大新能源汽车产销国。在新能源汽车产业快速发展的同时,动力电池装机量也在逐年攀升。根据SNE Research统计,2022年1—11月动力电池装机量约446GWh,其中中国动力电池装机量达到258.5GWh。
动力电池的使用年限一般为5—8年,电池容量衰减至80%以下后,不能有效满足新能源汽车使用需求。2016年以来我国新能源汽车产业进入快速发展期,业内预测动力电池即将迎来退役高峰。中国汽车技术研究中心测算估计,到2025年,我国退役动力电池总量将达116GWh,约78万吨。如此大量的废旧动力电池若处理不当,可能造成固废填埋量大、重金属污染、粉尘污染、水污染等多种环境污染问题。
发展废旧动力电池回收产业已成为共识。目前废旧动力电池回收利用的主要方式有两种:梯次利用和再生利用。梯次利用是将退役的动力电池进行筛选,选择PACK或模组中性能较好的电池在其他领域进行再次使用。再生利用是将废旧动力电池通过拆解、提炼金属等方式进行资源化处理,回收有价值的再生资源。现阶段退役的动力电池在性能和原始设计上考虑不足,导致梯次利用的经济性和安全性还有待提升,产业规模有限,下游需求不确定性较强。相比之下,再生利用产业发展较快,在能源安全和产业链带动等方面具有较大价值。