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鋰電池廢料回收危害及應對措施

來源:http://www.gsebsscresult.com/news59701.html發布時間:2019/3/1 0:00:00

我們的鋰電池。圓柱電池,軟包電池、方形電池等等,完全的找不到傳統鉛酸電池那樣的大塊頭,這是為什么?  

鋰電池廢料回收能量密度高,鋰電池往往不敢設計成大容量。鉛酸電池的能量密度在40Wh/kg左右,而鋰電池,已經超過150Wh/kg。能量集中度提高,對安全性的要求水漲船高。  

首先,單只能量過高的鋰電池,遇到意外,引發熱失控,電池內部急劇反應,短時間內,過多的能量無處釋放,是非常危險的。尤其在安全技術,管控能力發展還不夠充分的時候,每只電池的容量都應該克制。  

其次,被鋰電池殼體包裹起來的能量,一旦出現意外,消防員、滅火劑無法觸及、無能為力,只能在發生事故時隔離現場,任事故電池自行反應,能量燃盡為止。  

當然,出于安全考慮,當前的鋰電池已經設計了多重安全手段。拿圓柱電池為例。  

安全閥,當電池內部反應超出正常范圍,溫度上升,并且伴隨生成副反應氣體,壓力達到設計值,安全閥自動開啟,泄掉壓力。安全閥打開的一刻,電池完全失效。  

熱敏電阻,有的電芯配置熱敏電阻,一旦出現過流,電阻在達到某一個溫度以后,阻值陡增,所在回路電流下降,阻止溫度的進一步升高。  

熔斷器,電芯配備具有過流熔斷功能的熔絲,一旦出現過流風險,電路斷開,避免惡性事故的發生。  

鋰電池不能做成一大只,只好把眾多小電芯組織起來,大家勁往一處使,精誠合作,也能帶著電動汽車飛起。這時候,就需要面對一個問題,一致性。  

我們日常的經驗是,兩節干電池,正負極連接起來,手電筒就能發光,有誰管它一致不一致的事情。而鋰電池的大規模應用,情形卻并非如此簡單。  

鋰電池參數的不一致主要是指容量、內阻、開路電壓的不一致。不一致的電芯串并在一起使用,會出現如下問題。  

1)容量損失,電芯單體組成電池組,容量符合“木桶原理”,比較差的那顆電芯的容量決定整個電池組的能力。  

  1. 為了防止電池過充過放,電池管理系統的邏輯如此設置:放電時,當較低的單體電壓達到放電截止電壓時,整個電池組停止放電;充電時,當比較高單體電壓觸及充電截止電壓時,停止充電。?

為了防止電池過充過放,電池管理系統的邏輯如此設置:放電時,當叫低的單體電壓達到放電截止電壓時,整個電池組停止放電;充電時,當比較高單體電壓觸及充電截止電壓時,停止充電。  


拿兩只電池串聯舉例。一只電池容量1C,另外一只容量只有0.9C。串聯關系,兩只電池通過同樣大小的電流。  

充電時,容量小的電池必然先充滿,達到充電截止條件,系統不再繼續充電。放電時,容量小的電池也必然先放光全部可用能量,系統即刻停止放電。  

這樣,容量小的電芯始終在滿充滿放,容量大的電芯卻一直使用部分容量。整個電池組的容量總有一部分處于閑置狀態。  

2)壽命損失,類似的,電池組的壽命,由壽命比較短的那顆電芯決定。很大可能性,壽命比較短的電芯,就是那顆容量小的電芯。小容量電芯,每次都是滿充滿放,出力過猛,很大可能先達到壽命的。一直電芯壽命終結,一組焊接在一起的電芯,也就跟著壽終正寢。  

3)內阻增大,不同的內阻,流過相同的電流,內阻大的電芯發熱量相對比較多。電池溫度過高,造成劣化速度加快,內阻又會進一步升高。內阻和溫升,形成一對負反饋,使高內阻電芯加速劣化。  

上面三個參數,并不完全獨立,老化程度深的電芯內阻比較大,容量衰減也更多。分開說明,只是想表述清楚它們各自的影響方向。  

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