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电池模组可以理解为锂离子电芯经串并联方式组合,加装单体电池监控与管理装置后形成的电芯与pack的中间产品。其结构对电芯起到支撑、固定和保护作用。其基本组成包括:模组控制(常说的BMS从板),电池单体,导电连接件,塑料框架,冷板,冷却管道,两端的压板以及一套将这些构件组合到一起的紧固件。其中两端的压板除了起到聚拢单体电芯,提供一定压力的作用以外,往往还将模组在电池包中的固定结构设计在上面。

近年来,我国新能源汽车的产量和保有量不断攀升,到2020年,动力电池批量退役问题将逐渐显现。工业和信息化部等部委已相继出台可以约束和规范废旧动力电池回收利用的政策文件,部分企业也在废旧动力电池回收领域积极布局。然而,目前规范化的废旧动力电池回收利用体系尚未形成,产业发展模式、标准、技术等方面均有不小的完善空间,废旧动力电池回收利用成为动力电池产业链乃至新能源汽车产业链绿色发展的薄弱环节。考虑到废旧动力电池对环境的影响,加快废旧动力电池回收利用产业规范化发展已是迫在眉睫。

动力电池的生命周期包括生产、使用、报废、分解以及再利用,在回收利用环节,资源回收利用企业和材料生产企业更具优势。从回收渠道看,废旧动力电池回收来源主要是汽车维修企业、动力电池生产企业以及废旧汽车拆解企业,动力电池生产企业与整车厂一般只针对自己生产的型号建立回收渠道,而第三方回收企业在回收渠道的布局更为全面。从技术支撑的角度,材料企业利用本身对材料合成工艺的理解,深挖材料回收处理技术,在金属价格居高不下的情况下,降低材料的原材料成本。

磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固,难以分解,即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质,因此拥有良好的安全性。有报告指出,实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分样品出现燃烧现象,但未出现一例爆炸事件,而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电,发现依然有爆炸现象。虽然如此,其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池,已大有改善。

电芯主要由正极、负极、隔膜和电解液组成。主要工作原理是靠锂离子的在正极和负极之间的迁移实现充电和放电。充电过程需要外界能量,即电网电能,相当于把电网的电能储存在电池中;放电过程可自发完成,这个过程将储存的能量释放出来。

锂电池的正极是将正极材料(如LFP、NCM)涂布在铝箔(集流体)上,负极是将负极材料(如石墨、LTO)涂布在铜箔(集流体)上。一般情况下电池是根据正极材料来命名,所以一般称三元电池或磷酸铁锂电池;而钛酸锂电池中LTO是负极材料,因此这算是以负极材料命名电池的特例。在翻阅国外文献的时候发现文中常将正极材料称为阴极(Cathode),将负极材料称为阳极(Anode),一开始并不是非常理解,因为我们一般认为,发生还原反应的电极是阴极,发生氧化反应的电极是阳极;而电池在放电和充电切换的过程中阴阳极也随之在变化。后来慢慢有点想明白,这个定义应该指的是没有外部能量影响的条件下的情况,所以以放电状态下的反应情况来确定电池的阴阳极。

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