电池结构:
锂电池通常有两种外型:圆柱型和方型。电池内部采用螺旋绕制结构,用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由钴酸锂(或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等)及铝箔组成的电流收集极。负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件(部分圆柱式使用),以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。
单节锂电池的电压为3.7V(磷酸亚铁锂正极的为3.2V),电池容量也不可能无限大,因此,常常将单节锂电池进行串、并联处理,以满足不同场合的要求。
锂电池特点:
1、能量比较高。具有高储存能量密度,已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍;
2、使用寿命长,使用寿命可达到6年以上,磷酸亚铁锂为正极的电池1C(100%DOD)充放电,有可以使用10,000次的记录;
3、额定电压高(单体工作电压为3.7V或3.2V),约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压,便于组成电池电源组;锂电池可以通过一种新型的锂电池调压器的技术,将电压调至3.0V,以适合小电器的使用。
4、具备高功率承受力,其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力,便于高强度的启动加速;
5、自放电率很低,这是该电池突出的优越性之一,一般可做到1%/月以下,不到镍氢电池的1/20;
6、重量轻,相同体积下重量约为铅酸产品的1/6-1/5;
7、高低温适应性强,可以在-20℃--60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用;
8、绿色环保,不论生产、使用和报废,都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质;
9、生产基本不消耗水,对缺水的我国来说,十分有利。
关于锂电池包的回收处理。锂电池包内储存的能量是有的,在经过长久的循环之后,内部所蕴含的能量就会逐渐进行衰减。
在锂电池包内的能量衰减到一定程度的时候,不能够满足现在负载所需的供给时,就是锂电池包需要进行回收利用处理的时候了。
原料回收
对于已经不能满足当前应用需求的锂电池包,回收可以有效发挥其“剩余价值”。对于循环寿命显著下降的锂电池,可提取其中的金属氧化物、有机电解液、塑料外壳等再生资源。资源化回收可以有效收回锂电池成本,具有较强的经济性。
电芯在动力锂电池包成本中占比达到36%,若扣除毛利则电芯占比高达49%;在消费类电池中电芯成本占比更高。而在电芯中,富含镍钴锰等金属元素的正极材料的成本占到了45%。通过原料回收,镍钴锰等金属元素可实现95%以上的回收率,而锂元素的回收率也在70%以上,经济效益显著。
锂电池负极中的铜(含量达35%左右)是一种广泛使用的重要生产原料,粘附于其上的碳粉,可作为塑料、橡胶等添加剂使用。因此,对废锂电池负极组成材料进行有效分离,对于大限度地实现废锂电池资源化,消除其相应的环境影响具有推动作用。常用的废锂电池资源化方法包括湿法冶金、火法冶金及机械物理法。相比于湿法及火法,机械物理法无需使用化学试剂,且能耗更低,是一种环境友好且高效的方法。基于锂电池负极结构特点,采用破碎筛分与气流分选组合工艺,对其进行分离富集研究,以实现废锂电池负极铜、铝与碳粉的高效分离回收。
锂离子电池性能优越,在便携式电子产品领域应用广泛,便携式移动电源是指不超过18KG的预定可由使用人员经常携带的电源。为避免在使用和运输锂电池产品过程中发生安全事故贵人员生命和财产造成损害,中国国家标准化管理会于2014年12月5日发布了国内锂电池国家强制性标准:GB31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》。
范来根
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黄少龙
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高经理