美國已將鋰離子電池歸類為一種包括易燃性、浸出毒性、腐蝕性、反應性等有毒有害性的電池,是各類電池中包含毒性物質多的電池。另外,廢舊鋰離子電池中含有大量的可循環(huán)利用的貴重金屬(如鉆、鈕、鎳等),這些貴重金屬如果不重復利用,也造成資源的浪費。目前我國還沒有建立起完善的廢舊鋰電池的回收體系,所以從資源的回收和環(huán)境問題兩方面綜合考慮,鋰離子電池的回收技術亟待解決。
近年來,動力電池作為電動汽車的“心臟”一直備受關注。隨著電池技術的快速發(fā)展,當前全球多家車企對于固態(tài)電池都在投入重金競相研發(fā)。固態(tài)電池與傳統(tǒng)鋰電池相比具有更高的能量密度,同時擁有更大的功率和更長的使用時間,是下一代鋰電池發(fā)展的大趨勢。
鋰離子電池具有體積小、質量輕、使用壽命長、安全性能好等特點,因此被廣泛應用在移動電子設備、醫(yī)療設備、新能源設備等設備中。但是,隨著鋰離子電池使用量的增加,鋰離子電池也面臨著的回收處理壓力。當前,廢舊鋰離子電池的回收行業(yè)發(fā)展迅速,其可以減少資源的過度消耗和環(huán)境污染等問題,市場發(fā)展前景十分可觀,所產生的經濟效益和社會效益也極為顯著。對此,加強對廢舊鋰離子電池回收再利用技術的研究與應用至關重要。
當廢舊鋰離子電池被完全放電后,需要拆解電池的正極材料、負極材料、隔膜和外殼等。電池的拆解既可以用人工操作,也可以通過機械處理來完成。通常情況下,人工拆解主要用于實驗室研究,拆解的工作量相對較??;機械拆解是借助沖擊破碎機來拆解與粉碎電池,可以實現大規(guī)模的工業(yè)化處理,而且機械拆解所得的正極材料更純凈,其雜質含量相對較少,更方便后續(xù)的操作處理。
我們現在常用的“鋰電池”實際上是“鋰離子電池”,而真正的鋰電池,目前只在一些特殊場合會使用。兩者的區(qū)別,從原理來說還是相差比較大,鋰離子電池本質上是鋰離子從高濃度流向低濃度環(huán)境,從而形成電流,這種類型的電池屬于濃差電池,而鋰電池則是以金屬鋰作為負極,發(fā)生氧化還原反應之后形成電流,與一般的鋅錳干電池原理相同。
鋰電池的能量密度遠超鋰離子電池,只是循環(huán)次數偏低。但是,生活中幾乎只見鋰離子電池而不見鋰電池,核心的原因就是,鋰電池很不安全,因為金屬鋰遇水、遇氧都可能會發(fā)生反應,然后發(fā)熱,后引起爆炸。
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