矿用电机车锂电池的磷酸铁锂电池回收方法有哪几种?各有什么优势?
磷酸铁锂电池是工矿电机车锂电池最常用的动力电池,其本身的成本和技术要求都不低,那么当机车电池用完后是否可以回收,
矿用电机车锂电池的磷酸铁锂电池回收方法有哪几种?各有什么优势?
作为矿用电机车锂离子电池中的一种,磷酸铁电池因其具有循环寿命长、安全性能好、绿色环保等突出优势,被广泛应用于机车和储能等领域。然而,作为车用动力电源的磷酸铁锂电池,寿命仅有 5 ~ 7 a,到期后,终将面临着退役与回收的双重问题。早期服役的锂离子电池以磷酸铁锂为主,占比超过 70%。因此,目前退役的锂离子电池中 70% 以上为磷酸铁锂电池。磷酸铁锂电池是由外壳、磷酸铁锂、石墨、隔膜、电解液、集流体等组成,虽然不含铅、铬等重金属,其电解液中含有大量的碳酸脂类有剂和Li PF6电解质盐,隔膜为高分子聚合物,若处置不当,会污染环境。磷酸铁锂材料在电池中占比最大,其含有的锂属于有价金属,经济价值高。从资源循环利用和环境保护的双重角度出发,回收再生退役磷酸铁锂材料意义重大。矿用电机车锂电池退役磷酸铁锂的回收再生方法主要有湿法冶金和物理修复等。Bian 等采用 H3PO4溶解退役 Li Fe PO4/ C,重新合成了 Li Fe PO4/ C。该法制备的 Li Fe PO4/ C 材料电化学性能优异,在0. 1 C时放电比容量达 159. 2 m Ah /g,经过 500 次循环后容量保持率达到 95. 4% 。许多研究表明,湿法冶金回收再生退役磷酸铁锂存在较多缺陷,酸碱的使用会带来新的环境问题,造成环境处理成本高、经济附加值低。物理修复磷酸铁锂具有工艺流程短、环保处理成本低、经济附加值高等优点。Wang 等研究发现,添加碳酸锂焙烧获得的修复 Li Fe PO4/ C,将其与石墨组合制作成 18650 电池,其放电比容量可达到商 用 材 料 的 93. 20% ,在20 C 下 放 电 比 容 量 有99. 96 m Ah / g,1000 圈循环后容量保持率为 92. 96% ,具有优异的倍率和循环性能。天津赛德美致力于使用物理法修复退役磷酸铁锂,但机械粉碎磷酸铁锂极片获得的退役磷酸铁锂中不可避免地会含有一定量的 Al 杂质,其在退役磷酸铁锂的物理修复过程中的演变进程尚不清晰。此外,磷酸铁锂电池在使用过程中,不可避免地会由于电池过充、过放、高温、高湿等影响造成电池内部材料的部分失效,产生杂质。在电池拆解过程中,也会由于不正当操作带来杂质。同样,在集流体与电极材料分离过程中,由于分离技术的局限性也会使退役正极材料中含有少量铝杂质。这些杂质对修复材料物理与电化学性能的影响如何,尚未定论。
以上就是
矿用电机车锂电池的磷酸铁锂电池回收方法和优势介绍。