【《锂离子动力电池回收技术发展背景及意义概述》4300字】

锂离子动力电池回收技术发展背景及意义概述在我们这个时代中，锂离子电池的应用范围已经变的随处可见了，是我们的生活日用品不可缺少的一部分，笔记本电脑，电动牙刷，航拍无人机，手机，新能源汽车等REF_Ref19269\n\h[1]。因为它有着比较高的安全性能，实用性能比较强，有着较广的覆盖面以及成本相对比较低，对环境没有较大的危害。正是由于它的这些优点，人们对电池的使用量将不断增长REF_Ref17721\n\h[2]。这几年来，我们生活中最为方便的携带的移动电源就是锂离子电池，随着应用范围的逐渐增加，从小型的移动设备慢慢的向大型的设备转变REF_Ref31376\n\h[3]。目前我国锂离子电池的使用量，和每年的加工，以及出口量均位于世界首位。太阳能锂电池是新能源汽车中最为厉害的一项产品。这些电池在不同设备及仪器中的使用时间是不相同的，电池的使用寿命一般和人为操作过程也有很大的关系。电池使用时间超过一定的时间后，就不能在更好的的发挥它的作用。所以以后将有大批量锂离子电池面临着报废处理。根据一项调查表明，我国在2018的电池总的生产量已经达到了110GWh，但是总的二次利用数量大概为15.2GWh,与之相对应的共生产63万吨，二次回收的量才是8.60万吨，尚且没有被利用的报废电池最终会进入垃圾厂，会生成很多的报废电池REF_Ref31556\n\h[4]REF_Ref31562\n\h[5]。由于大量的报废电池长期暴露在空气中，风吹日晒，许多电池的外壳将会被破坏，从而致使它内部的一些具有严重腐蚀性的物质发生泄露，这些电池当中的物质的具有积累效果，并且这些有毒物质具有长期潜伏的特性，这无疑对我们的日常生活和身体健康产生极大地危害REF_Ref31667\n\h[6]。对此，我们在对不能使用的电池要进一步回收加工，这不仅仅是为了将这些废旧物品中的一些贵重金属提取出来二次回收利用。更重要的是保护我们的环境也符合我们国家新能源产业对于绿色发展的核心理念，极大地减少了我们对于这些可用材料的浪费，这对我们国家实现绿色发展具有相当大的作用。总的来说动力电池的实际使用时间大约为4-9年,但由于频繁的充电会导致它的使用寿命大大降低,所以当新能源汽车动力蓄电池的容量小于75%时就需要对其进行报废处。,这也就意味着动力电池的报废往往比汽车进行报废,在其不同时期的使用寿命年限下会存在一定的报废概率,锂离子动力汽车蓄电池一般的使用寿命如下图所示。5-6年。按照目前我国新能源汽车市场销售额快速增长的程度,我们国家的相关部门进行了大量的评估是关于锂电池在不同设备中的使用时长，锂电池在我们国家将进入大量报废的时期,其报废量还将在一定时间内持续快速增长。根据专业部门检测得知大概从2020年到现在为止，新能源电池在我们国家每年平均报废的容量都直线上升预计到32.2gwh，基本上是5万吨左右。按这个趋势下去大概到2023年，平均报废容量将会增加101gwh,大约116万吨。未来几年我国新能源蓄电池大量报废周期持续时间的长短主要依赖于新能源汽车市场和国家政策的主导方向,为了应对新能源蓄电池大量报废周期的来临,应尽快完善动力电池回收管理体系,促进我国动力电池产业持续发展和资源的循环利用。被淘汰更换的动力电池是由于电池经多次充放电循环之后,电池结构会发生改变,原因是三元正极材料中锂的损失和新物质的生成,表现为容量下降、内阻增大、倍率性能降低等,造成锂离子电池失效报废REF_Ref31722\n\h[7]。废的新型三元一体动力电池锂离子燃料电池中也有可能会同时含有大量的其他无用磁性金属,通常,Ni大致为5%~12%,Co大致为5%~20%,Mn大致为7%~10%,Li大致为2%~5%REF_Ref31830\n\h[8]。而目前我国对于钴、锂、镍等重要的有色金属材料及其所能够利用到的资源将会面临非常大的挑战，产品的供应链相当的缺乏。所能够挖掘的钴的矿石资源在我们国家每年大致为8万吨,大约低于占目前估计全世界能源储量的1.11%,严重由于缺乏能源供给,非常依赖进口资源。我国的主要锂矿物资源主要贮藏量大约为570万吨,约等于占目前估计全世界锂矿物资源贮藏总产量的13%,而且目前我国的主要锂矿物资源主要贮藏地地区还仍然存在着资源开发和利用提纯相对比较困难、总产量很低。图1-1锂离子电池报废的市场规模REF_Ref31872\n\h[9]锂离子混合动力电池的最大特性之一是它完全具备了再生能源利用密度大、循环快和使用寿命长、在使用过程中不会生成记忆效果的三大优势。自从1993年它趋向于商业化以来，锂离子电池在许多电子机械类产品中展现出非常大的优势，受到广大人们的喜欢。目前,中国的发展速度已经相当之快，成为目前为止全球规模最大的新型锂离子动力电池相关产品最重要的生产国家，使用这种电池使用最多的国家和产品进出口的大国。到了2014年,搭载着新型锂离子动力电池的电动汽车的总的生产量已经远远的超过了预计值,时间到了2015年,我们国家又研究发布很多重大政策性投资扶持及其他经济政策补贴下,新能源电动汽车异军突起,锂离子动力电池的应用数量迅猛快速增长,也极大地有效促进了储能混合方式动力电池类车在锂离子电池的使用领域占据非常大的市场。2016年,我们国家新能源汽车行业总发售量实现全年最高，首次实现突破达到60万辆。中国新能源汽车总市场车辆累计基本达到量全年第一次实现达到100万辆,这个市场营业额大约是去年所有生产的汽车总量的两倍以上。根据一些权威机构研究表示到了2020年我们国家新能源汽车的销售情况将突破历史记录。可能会远远超过620万辆。国家也在大力推广这些新产业，对此人们对这些新能源汽车有着非常大的兴趣，这些类型的汽车所需要的量也是不断扩大。正因为如此，我们要加大力度的生产这些汽车所需要的电池。目前，使用的比较好的清洁能源则是锂电池，正是因为它的这些优点，才能被我们国家大力提倡不断发展壮大REF_Ref32101\n\h[10]。然而,蓬勃发展的我国锂离子动力电池行业也给我们带来了一系列新问题和机遇。根据我们实际利用的情况来看它的累计充电循环次数基本上是900-3100次。不同的电子产品中它的循环次数是不同的，像我们平时生活中所用到的拍照产品中使用时间基本是1-4年，新能源汽车当中的锂电池累计使用时间是5-8年。电池使用次数到达一定程度后，必须要经过报废处理REF_Ref32157\n\h[11]。电池如果在报废的条件下处理的不合适，可能会对我们的生活环境带来很多危险因素，并且会对我们国家的各种资源造成非常大的损失REF_Ref32209\n\h[12]。它当中含有很多金属元素比如、钴、镍、铜、铝等，还有一些有机成分碳酸二甲酯、碳酸乙酯等。这些物质在自然环境中不容易被环境所降解，如果仅仅只是采用一些原始的方法将它埋藏在土里或者用大火处理，可能会处理的不太全面，里面有害的一些物质会进入到我们的自然环境中，给我们会带来很多麻烦。就好比如，处理不完全的报废电池中的铝、铜、钴、铜等金属元素，还有电解液当中的六氟磷酸锂、碳酸二甲酯等物质。还有一些氟化物、甲醇、甲酸等，这些物质都含有比较强的毒性，如果扩散到我们的环境中，会对水和土壤造成不可逆转的损害REF_Ref32277\n\h[13]。例如，对废旧电池进行简单粗暴的处理，除了造成环境风险外，也是对资源的巨大浪费。对我国而言，我国每年电池的生产量都是大幅度增长，所对应的对电池当中的核心金属元素锂、钴、镍、铜等的需求量也是非常之大。但是，我们国家钴铜等金属总的含量完全不够我们所需要的量REF_Ref32323\n\h[14]，因此，对报废锂电池的回收是非常有必要的。由于上述的几个观点，我们将要对电池有一个明确的探究方向，怎么样才可以做到对报废电池的有效的二次加工利用，并且不会对我们的环境造成被破坏的风险，以此来达到社会的要求REF_Ref32375\n\h[15]。表1-2废旧锂离子电池对环境及人体的危害如果从对环境影响的方面来看，锂离子电池相较与别的种类的电池来说，本身具有大量的优势，它主要是因为自身没有含有汞、铅等有毒元素，所以才被人们称为绿色环保能源。但是它也不是非常完美的，也存在着很多的危险因素，是一种潜在的威胁。由于它内部存在很多种类的金属，比如铝、钴、锰、铜、镍等，还有一些难以降解的塑料外壳和内部的一些有腐蚀性的电解液，也会对生态环境造成严重的破坏。如表1-2所示。存在于废旧锂离子电池正极材料当中的钴和镍等金属是一种使人体发生癌变的物质。钴很容易渗入皮肤，引起心肌病和肺癌。但是它对我们人体别的器官没有其他危害。对我们人体皮肤组织具有相当大危害的是镍金属元素，会直接伤害我们的外表皮组织产生各种皮肤问题和溃疡，也会使我们肺部器官功能发生变化。另外锰元素也会对我们的神经中枢系统产生比较大的影响，大量的锰元素引起的中毒可导致急性胃炎或者说严重支气管炎。从资源二次利用的方面来说，不成熟的处理方式不仅会我们的生态环境形成很大的副作用，还会导致很多资源的浪费。报废的电池中有许多珍贵的金属元素，这些珍贵的金属元素在电池中的存在量是相当大的，这些金属元素的价值会远远大于自身的精矿和天然形成的矿石。所以我们要对它进行重新加工二次利用。表1-3报废电池中金属所占的比重（%）我国政府对废旧动力电池的二次回收非常重视，并已开始研究相关政策和标准。倡导绿色制造，保护生态环境，特别是对汽车生产和动力电池回收利用提出了具体要求。2016年出台了一批专门针对动力电池回收利用的政策，《关于加快发展再生资源产业的指导意见》、《废电池污染防治技术政策》等。2017年年初,国务院再次正式颁布《生产者责任延伸制实施方案》,明确提出由与其相关的纯电动汽车和其他车用动力电池产品生产商和厂商直接负责组织设立与其相关的废旧车用动力电池车用回收信息网络服务,对废旧车用动力电池产品进行定期回收,利用售后服务信息网络,进行使用数据采集统计并公开宣传发布与其相关的车用回收服务信息,以有效地切实确保对废旧车用动力电池产品进行长期规范化使用回收与安全使用管理。从能源回收处理途径上面来看,动力电池的能源回收处理重点主要集中于长期阶段性能源利用和非可再生能源利用。从推动北汽新能源汽车相关回收公司和整车企业发展角度看,北汽新能源汽车公司日前联合第三方质量考核合格评估认证机构成功引进了汽车行业国内首个《北汽新能源二手车检验标准》,对整车进行回收。格林米德创造性地引进了多元一体的新型动力电池回收网络模式,采用了三种企业综合回收(即汽车制造商、动力电池制造商、梯级综合利用企业)三种回收方式,自营的新能源平台废旧电池回收网络,实现了废旧电池的二次加工利用。从这些企业二次利用加工的情况可以看出，它的回收技术比较成熟，与消费量基本一致，电子产品中电池的回收路线是相同的，都是回收镍、钴等贵金属，结果表明，现有的动力电池回收存在诸多不足，主要表现在REF_Ref32486\n\h[16]：回收网络服务不够全面：国内动力电池回收网络主要由多家中小型废旧动力电池回收公司组成，网络层次多，因此动