介绍动力电池产业:电池回收
来源:宝鄂实业
2019-10-20 17:27
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电池回收技术路线不成熟
严格地说,动力电池的寿命不长。然而,经过五六年的发展,动力电池的储能将降低到80%左右,这将影响电池的续航力和用户体验,所以是时候更换了。动力电池的寿命可以超过20年,比整车的寿命长。
电池的寿命周期一般是根据充放电次数来计算的,而充放电次数随电池正负极的变化很大。动力电池经历了铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池和燃料电池(后者几乎是丰田独有的技术)。
铅酸蓄电池具有成本低、性能可靠、生产回收技术成熟等优点,但由于比能量、循环次数等因素的影响,铅酸蓄电池主要用于低速短距离汽车或轻型混合动力汽车。即使不经常使用(每天不超过30公里),铅酸蓄电池的寿命也只有2年左右。而在生产和回收过程中会造成严重的环境污染,铅酸蓄电池已被排除在动力电池的主流阵容之外。
而镍氢电池则由丰田、福特和通用汽车公司推广。福特的RMJER纯电动汽车和丰田普锐斯混合动力车都使用镍氢动力电池,但电池的比能量值较低,储氢困难,因此通常作为混合动力车使用在混合动力车中,难以在纯电动汽车中使用。
2006年以来,能量密度最高的锂离子动力电池真正走红。正如比亚迪大力倡导的磷酸铁锂电池。值得注意的是,比亚迪并没有提供电池回收的技术手段。
至于燃料电池,据说丰田已经有回收手段,但短期内在中国不可能实现商业化。因此,我们面临的主要问题仍然是锂离子动力电池的回收利用。
即使只考虑锂电池,电池种类也很多,导致回收的技术路线相当复杂。蓄电池必须先进行预处理,包括放电、拆卸、破碎和分类。拆开的塑料和金属外壳可以回收,但成本很高:由于剩余电压仍高达数百伏(不包括18650节电池),存在一定的危险;为安全起见,电池外壳采用不可拆卸的形式密封,所以打开需要很大的努力。就预处理而言,肯定是亏损业务。
即使是锂电池,也有很多种正极材料。主要有钴酸锂、锰酸锂、锰酸锂锂、磷酸铁锂等。通过酸碱溶液浸取,然后通过各种化学工艺提取金属氧化物。但是这些氧化物的提取条件不同,因此混合物更难。从阳极材料来看,电池的成本并不低。
回收正极金属是电池回收产业中最有利可图的部分。但这一过程非常复杂,除非金属价格达到2011年的水平,否则会计师事务所都会望而却步。目前,大宗商品、有色金属、稀土产品价格均处于低谷。用这些方法回收金属是不划算的,更不用说事后更麻烦的废水处理了。按照目前的技术水平,一次处理废液就足以吃掉回收金属的差劲收入。
阳极材料均为石墨(硅电池仅为实验室规模),价格低廉,不易丢弃和掩埋。幸运的是,石墨本身并不污染环境,只占空间。
在目前的技术条件下,没有一家公司会积极投资回收产业。所以这只是一种被动的方式。
至于石墨烯、超级电容器等电池方案的寄予厚望,最大的优势在于它们不需要回收利用(没有值得回收利用的资源),废物也不会产生污染。但它的技术困难仍然迫使我们使用现有的技术解决方案。