锂离子电池中除了金属元素会对环境造成破坏,电池中的有机电解液、锂盐和电池隔膜等也都会对自然环境和人类身体健康会造成严重的破坏。
锂离子电池中的成分复杂,含有的元素种类较多,如果对废弃的锂离子电池处理不当,其造成的环境问题是非常严重的。
由于锂离子电池内部包含多种金属,比如钴、铜、铁、铝、锰等。如果不对废旧锂电池进行回收,就会污染环境,严重的危害人体健康。
近年来,锂离子电池大规模地应用于便携式电子产品,电动汽车,储能系统以及可再生能源发电配套设施中。随之而来的问题是,废旧锂离子电池的数量越来越多。据统计,在2020年前后,动力电池的报废量将达到50万吨。此外,目前我国手机的总产量已超过20亿只,以一部手机配一块锂离子电池计,电池的平均寿命为3年,那么3年后,我们身边的废旧锂离子电池数量就可能达到数以百亿块。这还不包括笔记本电脑、照相机、充电宝等常用设备中所使用的锂离子电池。因此,废旧锂离子电池的回收已成为全球面临的问题,否则将产生诸多与资源浪费和环境污染相关的风险。
随着新能源汽车保有量的增长,动力锂电池的梯次利用和回收成为一个面对的问题。在动力锂电池梯次利用和回收尚未发展成熟的情况下,运营模式就显得尤为重要,这关乎成本和盈利等企业切身利益。目前国内已有企业在动力锂电池的梯次利用和回收方面展开布局,运营模式也各有不同。
动力电池的报废量不仅与新能源车的产量密切相关,还与不同车型的占比、电池技术路线的转移趋势及不同动力电池的使用寿命等因素有关。
钴酸锂回收——钴酸锂用途:
主要用于制造手机和笔记本电脑及其它便携式电子设备的锂离子电池作正极材料。
锂离子电池作正极材料:涂碳铝箔在锂电池应用中的优势:
1、抑制电池极化,减少热效应,提高倍率性能;
2、降低电池内阻,并明显降低了循环过程的动态内阻增幅;
3、提高一致性,增加电池的循环寿命;
4、提高活性物质与集流体的粘附力,降低极片制造成本;
5、保护集流体不被电解液腐蚀;
6、改善磷酸铁锂、钛酸锂材料的加工性能。
钴酸锂结构:
阴有分层结构。在放电期间,锂离子从阳极移动到阴极; 充电时流量从阴极流向阳极。钴酸锂的缺点是寿命相对较短,热稳定性低和负载能力有限(比功率)。像其他钴混合锂离子电池一样,钴酸锂采用石墨阳极,其循环寿命主要受到固体电解质界面(SEI)的限制,主要表现在SEI膜的逐渐增厚,和快速充电或者低温充电过程的阳极镀锂问题。较新的材料体系增加了镍,锰和/或铝以提高寿命,负载能力和降低成本。
2019年上半年国内主要钴酸锂厂家排名的为:厦门钨业、湖南杉杉、天津巴莫、天津盟固利、无锡格林美,其五家市场占比高达86%,而厦门钨业凭借A家的订单量继续居于。
钴酸锂由于具有生产工艺简单和电化学性能稳定等优势,实现商品化。钴酸锂具有放电电压高、充放电电压平稳、比能量高等优点,在小型消费品电池领域中具有重要应用,由于消费类电子产品市场的迅速发展,钴酸锂是锂电池正极材料中销售量占比的材料。
钴酸锂作为锂电正极材料的作用机理:LCO作为锂离子电池正极的机理在于其是一种锂离子导体,即内部的锂离子可以在一定电化学条件下从材料内部出来(脱嵌),然后在另一电化学条件下嵌入回去,且具有良好的可逆性。
钴酸锂正极材料与锂离子电池的发展:
2019年诺贝尔化学奖授予了John B. Goodenough、M. Stanley Whittingham和Akira Yoshino三位对锂离子电池的发展做出了重要贡献的科学家. 钴酸锂等正极材料的发现助推了锂离子电池商业化的进程,对电池的性能起着决定性的作用.。
钴粉回收、钴粉是硬质合金的主要原料之一,国内外的需求量逐年增加。随着硬质合金工业的发展,硬质合金用钴粉有3种发展趋势:超细钴粉、纳米WC-Co 粉末、球形钴粉。这对原料钴粉的质量要求越来越严格,不仅对钴粉的化学成分提出了更高的要求,而且对钴粉的物理性能如粒度、粒度分布、晶体形貌等也提出了严格的要求。要求粒度越来越细(粒度一般小于1.5μm),形貌为球形或类球形,粒度分布为正态分布。硬质合金用钴粉要求具有高的纯度,这是因为,一方面,纯钴对碳化钨能够完全浸润,对碳化钨的把持力很高,从而提高硬质合金的强度。另一方面,当钴粉中存在其他杂质,例如铅、硅、钙硫时,在合金烧结过程中将会影响合金的显微结构和性能。硬质合金生产要经过混合、加压和烧结过程,这些过程会产生机械流动、塑性流动和热扩散现象。研究表明,因减少WC 的晶粒尺寸而使碳化硅相晶粒接触数,可以通过粒度分布均匀且呈球形的钴粉在机械混合和塑性流动中达到高度均匀分布来消除,从而制得具有较大硬度和韧性的合金
钴粉回收,钴粉主要用途:
广泛用于航空、航天、电器、机械制造、化学和陶瓷工业。钴基合金或含钴合金钢用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火发动机、的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要金属材料。钴作为粉末冶金中的粘结剂能硬质合金有一定的韧性。磁性合金是现代化电子和机电工业中不可缺少的材料,用来制造声、光、电和磁等器材的各种元件。钴也是磁性合金的重要组成部分。在化学工业中,钴除用于高温合金和防腐合金外,还用于有色玻璃、颜料、珐琅及催化剂、干燥剂等。