廢舊鋰電池回收面臨的根本挑戰(zhàn)

時(shí)間：2020-06-16作者：江西聚鑫源廢舊物資回收有限公司瀏覽：94

廢舊鋰電池回收面臨的根本挑戰(zhàn)

鋰離子電池是便攜式電子產(chǎn)品中較常見(jiàn)的充電電池。鋰離子電池能量密度較佳，且沒(méi)有記憶效應(yīng)，自放電較其它充電化學(xué)電池小。鋰離子電池不含游離鋰金屬，是環(huán)保電池，有多種型號(hào)，如AA,AAA,RCR123A,18650,9V,2032鈕扣電池等。
 
廢舊鋰電池回收由于受到真空沉積成本的限制，人們目前尚未制造出大型鋰離子電池。研究人員正在尋找代替真空沉積的方法，利用化學(xué)方法來(lái)制造納米結(jié)構(gòu)電解質(zhì)及大型電極材料十分困難。
 
**各大汽車廠商、電池制造商、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)的材料科學(xué)系都擁有博士科研團(tuán)隊(duì)，他們測(cè)試了無(wú)數(shù)的元素組合，希望研發(fā)出薄膜電池。改進(jìn)固態(tài)電池是每家電池制造商都面臨的根本挑戰(zhàn)。
 
薄膜電池可應(yīng)用低溫沉積，因此能使用有彈性的聚合物箔作為基底。低溫沉積大大降低了薄膜電池的生產(chǎn)成本。低溫(<350oC)制造工藝的成功發(fā)展也使聚合物基底（如Kapton）成為可能，從而在提高彈性和降低電池厚度的同時(shí)較大降低了制造成本。


廢舊鋰電池回收
 
世界對(duì)能源的需求穩(wěn)步增加，每15年就翻一番。太陽(yáng)能作為一種清潔、可再生、化石能源的代替品，其產(chǎn)業(yè)得到了迅猛發(fā)展。人類意識(shí)到要減少對(duì)煤炭和化石能源的依賴，所以人類轉(zhuǎn)而研究太陽(yáng)能。
 
提高能量密度是研發(fā)薄膜電池的關(guān)鍵。薄膜電池的能量密度有望高達(dá)1000Wh/l。配置薄膜電池的手機(jī)和筆記本電腦其待機(jī)時(shí)長(zhǎng)將是配備鋰離子電池的4倍，且電池的體積較小。
 
電動(dòng)車的**問(wèn)題就在電池上面。對(duì)于電動(dòng)車來(lái)說(shuō)，理想的電池應(yīng)該有以下幾個(gè)特性
 
一）有足夠能能量密度，單位體積單位重量要有足夠的容量，這樣才能跑較遠(yuǎn)的路程。
 
二）有足夠的功率密度，單位體積單位重量能產(chǎn)生足夠大功率，這樣車才能加速快，才能爬坡。
 
三）能量補(bǔ)充速度要快，充電或者換電都要快，要不然就只能限定在城市通勤，白天跑路晚上充電的模式。
 
四）平均使用成本要便宜，壽命和價(jià)格綜合起來(lái)要有競(jìng)爭(zhēng)力。
 
現(xiàn)在已經(jīng)上市的電動(dòng)車，主要有兩種電池，一種高速電動(dòng)車的鋰離子電池，包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元鋰電池等等。還有一種是低速電動(dòng)車的鉛酸電池。
 
就電動(dòng)車的要求要看，鋰電池功率密度和能量密度都不錯(cuò)，但是充電沒(méi)法快，價(jià)格也高昂。沒(méi)有補(bǔ)貼支持的話，只能用于特斯拉這種高定位的車型。
 
鉛酸電池功率密度和能量密度都低，充電也慢，但是價(jià)格相對(duì)便宜，用在短途低速電動(dòng)車上比較適宜。但是有污染問(wèn)題，現(xiàn)在中國(guó)不鼓勵(lì)發(fā)展。
 
其他流言中很牛的這個(gè)電池，那個(gè)電池，很遺憾，還沒(méi)有能夠量產(chǎn)上路，有幾種有實(shí)驗(yàn)性的公交線路在用。真正通過(guò)了實(shí)踐檢驗(yàn)，現(xiàn)實(shí)中可以大規(guī)模使用的就這兩種。流言中**電池或者根本就不靠譜，或者還在實(shí)驗(yàn)室階段。
 
鋰離子電池是指以兩種不同的能夠可逆地嵌入及脫出鋰離子的嵌鋰化合物分別作為電池正極和負(fù)極的二次電池體系。充電時(shí)，鋰離子從正極脫嵌，通過(guò)電解質(zhì)和隔膜，嵌入到負(fù)極中；放電時(shí)則相反，鋰離子從負(fù)極脫嵌，通過(guò)電解質(zhì)和隔膜，嵌入到正極中。鋰離子電池的負(fù)極是由負(fù)極活性物質(zhì)、粘合劑和添加劑混合制成糊狀膠合劑均勻涂抹在銅箔兩側(cè)，經(jīng)干燥、滾壓而成。
 
石墨作為負(fù)極材料的優(yōu)勢(shì)
 
石墨是碳的同素異形體，二者緊密相關(guān)。石墨是碳元素較穩(wěn)定的存在形式。(金剛石是碳的一種亞穩(wěn)態(tài)同素異形體，雖然它的硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)**石墨，是自然界中硬度較高的物質(zhì)，但它的穩(wěn)定性卻**石墨。)
 
“石墨”一詞來(lái)源于希臘語(yǔ)“graphein”，該材料耐高溫，耐腐蝕，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和穩(wěn)定的化學(xué)性能，同時(shí)比鋁要輕。除了用作鋰離子電池的負(fù)極材料外，優(yōu)質(zhì)的石墨還可用于燃料電池、太陽(yáng)能電池、半導(dǎo)體、發(fā)光二極管以及核反應(yīng)堆等不同領(lǐng)域。
 
總的來(lái)說(shuō)，石墨具備電子電導(dǎo)率高、層狀結(jié)構(gòu)在嵌鋰前后體積變化小、嵌鋰容量高和嵌鋰電位低等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前主流的商業(yè)化鋰離子電池負(fù)極材料。
 
石墨的獲取方式
 
獲取石墨的方式有兩種：一是**礦石，二是煤焦油的合成。而鋰離子電池使用的石墨材料一般是由55%的合成石墨與45%低純度的**石墨調(diào)和制備的。
 
生產(chǎn)廠家曾經(jīng)一度青睞合成石墨，因?yàn)楹铣墒木恍院图兌纫?***石墨?，F(xiàn)在卻不一樣，現(xiàn)代化學(xué)提純方法的應(yīng)用使得經(jīng)熱處理可獲得99.9%純度的**石墨。相比之下，合成石墨的純度為99%，因而前者較受歡迎。
 
與合成石墨相比，經(jīng)過(guò)提純的**片狀石墨有較高的結(jié)晶度，表現(xiàn)出較好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。此外，**石墨有望降低鋰離子電池的生產(chǎn)成本，同時(shí)還能獲得同等甚至較優(yōu)異的電池性能。
 
可以預(yù)計(jì)的是合成石墨終將被替代，未來(lái)屬于較便宜較環(huán)保的**石墨，而以**石墨為原料合成的石墨烯，較將大展身手。

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