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磷酸铁锂电池回收的梯次利用编辑 播报 一般来说,电动车退役磷酸铁锂电池仍有接近80%的容量剩余,距离60%彻底报废容量下限仍有20%的容量,可用于比汽车电能要求更低的场合,如低速电动车、通讯基站等,实现废旧电池的梯次利用。从汽车上退役下来的磷酸铁锂电池仍有较高的利用价值。动力电池的梯次利用流程如下:企业回收退役电池—拆解—检测分级—按容量分类—电池模块重组。在电池制备水平下,废旧磷酸铁锂电池的剩余能量密度可以达到60~90Wh/kg,再循环寿命可以达到400~1000次,随电池制备水平的提高,再循环寿命还可能进一步,与能量为45Wh/kg、循环寿命约500次的铅酸电池相比,废旧磷酸铁锂电池仍然具有性能优势。而且废旧磷酸铁锂电池成本较低,仅为4000~10000元/t,具有很高的经济性。
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(1)锂电池回收在材料合成高温退火时,Ni较差的热稳定性会导致其还原为Ni,由于Ni半径(0.69 ?)与Li半径(0.76 ?)相近,在充电过程中随着Li的脱出,部分Ni会占据Li的空位,造成锂镍反位缺陷,生成不可逆相,导致材料容量损失; (2)高氧化态的 Ni、Ni在高温条件下极不稳定,且易与电解液释放的HF发生副反应,造成材料结构发生变化甚至坍塌,从而影响材料的比容量及循环性能。针对这些缺点,通常对材料进行改性处理,主要使用的改性方法可概括为表面包覆和体相掺杂。表面包覆是将包覆材料(碳及其衍生物、氧化物、磷酸盐、锂化物等)附着在正极材料表面,是一种十分简单有效的改性方法,要求所使用的包覆材料具有较好的Li和电子传输性能,一方面可以提高 NCA 材料的电子电导率,进而改善材料的倍率性能;另一方面,包覆层可以减少 NCA 材料与电解液的直接接触面积,降低电解液释放的 HF 与材料的副反应发生的几率,从而防止因正极材料被腐蚀造成的晶体结构坍塌,显著提高电池在循环过程中的稳定性 [1]
锂电池的结构 锂电池回收在结构上主要有五大块:正极、负极、电解液、隔膜、外壳与电极引线。 目前较为常用的锂电池材料有钴酸锂、镍酸锂以及锰酸锂。用得较多的材料是钴酸锂,循环性能好,制造也方便,缺点是钴化合物价格较贵。 镍酸锂的因为性质不稳定,制造困难,通常用得较多的是钴酸锂掺杂镍的化合物,又称镍钴酸锂。锰酸锂也是非常好的材料,在高温下锰酸锂的衰减比较快等诸多原因,目前应用多数还停留在实验室阶段。 锂电池的结构主要分卷绕式和层叠式两大类。液态锂电池采用卷绕结构,聚合物锂电池则两种都有。卷绕式将正极膜片、隔膜、负极膜片依次放好,卷绕成圆柱形或扁柱形。层叠式则将正极、隔膜、负极、隔膜、正极这样的方式多层堆叠。将所有正极焊接在一起引出,负极也焊成一起引出