【《退役车用动力电池回收处理模型分析案例》3300字】

退役车用动力电池回收处理模型分析案例由于现有的各项退役车用动力电池回收处理技术对电池采用了不同的回收思路，投入与产出的各项物质与能量差异较大。因此在本节首先对退役车用动力电池回收处理模型的定义和边界进行介绍，以统一本模型的各项内容，从而使不同处理技术间存在可比性。随后分别介绍各项回收处理技术的具体内容，包括各技术路线的输入、输出、算法等内容，具体的计算数据将在后续章节进行介绍。1.1模型定义和边界本研究设计的退役车用动力电池回收处理模型指的是通过一个对三种回收处理技术进行综合的统一模型，同时对能源消耗和碳排放两个维度进行评估，并进而分析其对于处于不同情况下的退役车用动力电池进行回收处理的成本有效性和未来的提升空间及路径。因此，本模型的结构将从三种回收处理技术出发，在不同技术下对各种电池在统一的边界下进行评估，并最终归纳为可比的评价维度进行评价对比。模型的整体框架如图2.1所示。中间是本模型的输入、算法、输出三部分内容，其中梯次利用技术会产生能量服务并输出充分利用后的退役动力电池，修复再生技术则会进行拆解、正极材料再生、装配后输出新的动力电池并对其他部分材料进行回收输出可再利用的工业物质，冶金回收技术会对退役的动力电池进行机械拆解、预处理、浸出、洗涤干燥处理以对其中的有价金属元素处理成可利用的物质形态，再加以利用。图2.1退役车用动力电池回收处理模型整体框架图本模型中的各项成本，指的是在动力电池在电动汽车端退役起到回收厂或储电站处理利用完毕后，期间的各项投入资金、物质、能源，包括物流成本、人工成本、机械使用成本、原材料成本、能源使用成本及各环节的各种损耗。本模型中的各项产出，指的是在动力电池在电动汽车端退役起到回收厂或储电站处理利用完毕后，期间的各项能源产出、物质产出、产品产出及所附加的各项效益。特别地，若某一处理技术的物质投入与产出为同一类物质，则将在投入端与产出端分别进行计算。对模型的产出与投入作差之后，可以得到技术的净投入/产出，不同技术间可以进行比较。1.2梯次利用技术模型梯次利用处理技术模型结构如图2.2所示。梯次利用技术是对退役车用动力电池中电池性能不满足车用要求但满足其它低端使用场景的电池，应用到其它低端使用场景，例如电网能源储备、低层次电动自行车等用电器。在本研究中仅考虑应用到电网能源储备的处理方式。结构图中描述了梯次利用处理技术模型的输入端（退役车用动力电池）、输出端（退役电网动力电池、电能储备服务）及过程算法（固有成本、技术成本）。图2.2退役车用动力电池梯次利用处理技术模型结构图在梯次利用的过程中，固有成本包括物流成本、人力成本、运作成本。物流成本是指将退役车用动力电池从报废回收站运输至处理站、处理站运输至储电站的物流运输成本，人力成本是指处理站、储电站的运营中雇佣或聘任人员所花费的开销，运作成本是指处理站、储电站在维持运作开放上所需花费的硬件成本，包括相关设备的折旧费用和使用费用等。技术成本包括处理技术物质投入和能源投入。处理技术指的是将退役车用动力电池经过拆解、重组、包装后加工为可以应用到储电站、接口与储电站相匹配的电池包，处理过程不改变电池的各项参数，仅改变电池包的结构。处理技术物质投入指处理过程中投入的各项物质，例如重组后粘合用的粘合剂、包装时使用的外包装等。处理技术能源投入指处理过程中消耗的各类型能源，例如拆解用机械消耗的电能、包装时加工消耗热能使用焦炭等。此处各类设备的折旧费用不计入技术成本。梯次利用的产出主要为退役电网动力电池及电能储备服务。动力电池在经过拆解、重组、包装加工后，装入电网提供储能服务，即电能的吞吐。电能吞吐的过程本质上也是充放电的过程。因此经历一定时间的储能使用后，动力电池的SoH进一步下降，面临“跳水”的风险，此时电池已不适用于电网储备，应当予以彻底报废，进行修复再生或者冶金回收处理。在工作期间，动力电池进行电能储备与释放，本身并不生产电能。因此其提供的电能储备服务的效益属于社会效益与经济效益，退役车用动力电池的梯次利用为储电站建设原本需求的储电设施生产降低了需求，其经济效益可以通过等量代换进行计算。1.3修复再生技术模型修复再生处理技术模型结构如图2.3所示。修复再生技术是对退役车用动力电池中的正极活性材料进行修复再生，结合新的负极活性材料、隔膜、电解液、集流体等电池组成结构生产成翻新动力电池，对退役电池中的其他部分进行拆解回收或冶金回收。结构图中描述了修复再生处理技术模型的输入端（退役车用动力电池）、输出端（翻新车用动力电池、退役电池部分物质冶金回收）及过程算法（固有成本、技术成本）。图2.3退役车用动力电池修复再生处理技术模型结构图在修复再生的过程中，固有成本包括物流成本、人力成本、运作成本。物流成本是指将退役车用动力电池从报废回收站运输至技术处理中心，人力成本是指报废回收站、技术处理中心的运营中雇佣或聘任人员所花费的开销，运作成本是指报废回收站、技术处理中心在维持运作上所需花费的硬件成本，包括相关设备的折旧费用和使用费用等。技术成本包括修复再生物质投入和能源投入。修复再生技术指的是将退役车用动力电池经过拆卸、分解后提取出正极活性材料，对其进行补充活性锂离子、热处理后获得活性得到修复的再生正极活性材料，最后与新的负极活性材料、隔膜、电解液、集流体、外壳等进行装配生产成翻新车用动力电池。修复再生物质投入指修复再生过程中投入的各项物质，例如外加的锂源、镍源、新加入的负极活性材料等。修复再生能源投入指技术过程中消耗的各类型能源，例如拆解用机械消耗的电能、补锂时高温修复等。此处各类设备的折旧费用不计入技术成本。修复再生的产出主要为翻新车用动力电池及过程中回收的其他各类物质。动力电池在经过拆卸、分解、修复再生、装配后，生产出车用级别的动力电池。该动力电池与新生产出的动力电池相比，在SoH、循环寿命上有一定程度的下降，因此在质量上相对较差。修复再生技术生产出的翻新车用动力电池的优势在于对价值较高的正极活性材料的充分利用，以及与生产全新车用动力电池相比的低生产成本用比。翻新车用动力电池退役时，其修复再生的潜能可能较低，此时需要再次对其进行梯次利用、修复再生或冶金回收的选择。此外，退役车用动力电池除正极活性材料外的其他部分也有进行回收的价值，例如石墨、电解液等，对这些材料进行回收利用也能够为产业可持续发展提供动力。1.4冶金回收技术模型冶金回收处理技术模型结构如图2.4所示。冶金回收技术是对退役车用动力电池中的各类型材料通过化学方法进行处理，以回收有价元素为目标，高效率、高产率回收其中的贵重金属，提纯为可供工业生产利用的各类物质。结构图中描述了冶金回收处理技术模型的输入端（退役车用动力电池）、输出端（退役车用动力电池物质冶金回收）及过程算法（固有成本、技术成本）。图2.4退役车用动力电池冶金回收处理技术模型结构图在冶金回收的过程中，固有成本包括物流成本、人力成本、运作成本。物流成本是指将退役车用动力电池从报废回收站运输至回收厂，人力成本是指报废回收站、回收厂的运营中雇佣或聘任人员所花费的开销，运作成本是指报废回收站、回收厂在维持运作上所需花费的硬件成本，包括相关设备的折旧费用和使用费用等。技术成本包括冶金回收物质投入和能源投入。冶金回收技术指的是将退役车用动力电池经过电能卸载、拆卸分解后对各组分分别加入酸性溶液、碱性溶液或其他试剂进行浸出，经过过滤、浓缩、洗涤、干燥等一系列重复步骤后，分步提取出有价金属。冶金回收物质投入指冶金回收过程中投入的各项物质，例如浸出所需的硫酸、磷酸钠等。冶金回收能源投入指技术过程中消耗的各类型能源，例如拆解用机械消耗的电能、干燥结晶时需要保持的高炉环境等。此处各类设备的折旧费用不计入技术成本。冶金回收的产出主要为退役车用动力电池中回收的各类物质。动力电池在经