動力電池梯次利用的研究背景
鋰電池的梯次利用和回收主要基于環境保護、資源節省、有利可圖三個方面。
環境保護:鋰電池的正極材料里包含鎳、鈷、錳、鋰等重金屬元素,這些重金屬元素會對環境、水等造成污染;負極材料里面的碳材、石墨等會造成粉塵污染;此外,鋰電池的電解液中含有有毒的化學成分,也會造成氟污染。
資源節省:鋰電池中含有大量的金屬元素,鎳、石墨等我國比較多,但是像鈷之類的金屬元素是我國稀缺的;中國的鋰元素絕對含量很多,但是開采難度比較大,一般都分布在西藏、青海、四川等條件比較艱苦的礦山;鹽湖鋰里面鎂離子含量比較高,提取鋰的難度也很大。
有利可圖:做鋰電池的梯次利用及資源化回收還是能形成商業化的,因為最近幾年汽車行業大量轉入電動化,鋰電池需量增加,導致上游的貴金屬材料價格非常高,金屬鈷價格為60萬/噸,鎳10萬/噸,碳酸鋰17萬/噸,金屬鋰90萬/噸。
在動力電池是否會造成污染方面,答案是不會。市場有這個擔憂,是因為曾經的動力電池(鉛酸電瓶)造成過鉛污染。但是,對于鋰電池來說,其與鉛酸電池有著本質的區別,兩者同為化學電源但特性完全不同。
重金屬指的是密度大于4.5克每立方厘米的金屬,以此標準劃定為重金屬的元素包括銅、鉛、鋅、錫、鎳、鈷、銻、汞、鎘、鉍,共計有十種。不過還其中的金銀鉑鋅不會產生上述現象,也就是不存在毒性;曾經所謂的“吞金”只是會造成梗阻或劃傷的內部出血,并不是因為材料本身存在毒性。
常用的三元鋰電池包括“鎳鈷錳”三種材料,其中鎳鈷都有一定的毒性,也就是說這些金屬材料是不能隨意丟棄的,否則必然會破壞環境;不過這些材料也不會被丟棄,因為價值都非常高。
值得重點留意是的,磷酸鐵鋰電池沒有重金屬,并且在使用壽命和熱穩定性多方面都有絕對優勢。因此磷酸鐵鋰電池梯次利用價值高,并且不會造成污染。