废旧锂电池回收面临的根本挑战

时间：2020-06-16作者：江西聚鑫源废旧物资回收有限公司浏览：86

废旧锂电池回收面临的根本挑战

锂离子电池是便携式电子产品中较常见的充电电池。锂离子电池能量密度较佳，且没有记忆效应，自放电较其它充电化学电池小。锂离子电池不含游离锂金属，是环保电池，有多种型号，如AA,AAA,RCR123A,18650,9V,2032钮扣电池等。
 
废旧锂电池回收由于受到真空沉积成本的限制，人们目前尚未制造出大型锂离子电池。研究人员正在寻找代替真空沉积的方法，利用化学方法来制造纳米结构电解质及大型电极材料十分困难。
 
**各大汽车厂商、电池制造商、国家实验室和大学的材料科学系都拥有博士科研团队，他们测试了无数的元素组合，希望研发出薄膜电池。改进固态电池是每家电池制造商都面临的根本挑战。
 
薄膜电池可应用低温沉积，因此能使用有弹性的聚合物箔作为基底。低温沉积大大降低了薄膜电池的生产成本。低温(<350oC)制造工艺的成功发展也使聚合物基底（如Kapton）成为可能，从而在提高弹性和降低电池厚度的同时较大降低了制造成本。


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世界对能源的需求稳步增加，每15年就翻一番。太阳能作为一种清洁、可再生、化石能源的代替品，其产业得到了迅猛发展。人类意识到要减少对煤炭和化石能源的依赖，所以人类转而研究太阳能。
 
提高能量密度是研发薄膜电池的关键。薄膜电池的能量密度有望高达1000Wh/l。配置薄膜电池的手机和笔记本电脑其待机时长将是配备锂离子电池的4倍，且电池的体积更小。
 
电动车的核心问题就在电池上面。对于电动车来说，理想的电池应该有以下几个特性
 
一）有足够能能量密度，单位体积单位重量要有足够的容量，这样才能跑更远的路程。
 
二）有足够的功率密度，单位体积单位重量能产生足够大功率，这样车才能加速快，才能爬坡。
 
三）能量补充速度要快，充电或者换电都要快，要不然就只能限定在城市通勤，白天跑路晚上充电的模式。
 
四）平均使用成本要便宜，寿命和价格综合起来要有竞争力。
 
现在已经上市的电动车，主要有两种电池，一种高速电动车的锂离子电池，包括磷酸铁锂、锰酸锂、三元锂电池等等。还有一种是低速电动车的铅酸电池。
 
就电动车的要求要看，锂电池功率密度和能量密度都不错，但是充电没法快，价格也高昂。没有补贴支持的话，只能用于特斯拉这种高定位的车型。
 
铅酸电池功率密度和能量密度都低，充电也慢，但是价格相对便宜，用在短途低速电动车上比较适宜。但是有污染问题，现在中国不鼓励发展。
 
其他流言中很牛的这个电池，那个电池，很遗憾，还没有能够量产上路，有几种有实验性的公交线路在用。真正通过了实践检验，现实中可以大规模使用的就这两种。流言中高级电池或者根本就不靠谱，或者还在实验室阶段。
 
锂离子电池是指以两种不同的能够可逆地嵌入及脱出锂离子的嵌锂化合物分别作为电池正极和负极的二次电池体系。充电时，锂离子从正极脱嵌，通过电解质和隔膜，嵌入到负极中；放电时则相反，锂离子从负极脱嵌，通过电解质和隔膜，嵌入到正极中。锂离子电池的负极是由负极活性物质、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压而成。
 
石墨作为负极材料的优势
 
石墨是碳的同素异形体，二者紧密相关。石墨是碳元素较稳定的存在形式。(金刚石是碳的一种亚稳态同素异形体，虽然它的硬度远远**石墨，是自然界中硬度较高的物质，但它的稳定性却低于石墨。)
 
“石墨”一词来源于希腊语“graphein”，该材料耐高温，耐腐蚀，具有良好的导电性、导热性和稳定的化学性能，同时比铝要轻。除了用作锂离子电池的负极材料外，优质的石墨还可用于燃料电池、太阳能电池、半导体、发光二极管以及核反应堆等不同领域。
 
总的来说，石墨具备电子电导率高、层状结构在嵌锂前后体积变化小、嵌锂容量高和嵌锂电位低等优点，已成为目前主流的商业化锂离子电池负极材料。
 
石墨的获取方式
 
获取石墨的方式有两种：一是**矿石，二是煤焦油的合成。而锂离子电池使用的石墨材料一般是由55%的合成石墨与45%低纯度的**石墨调和制备的。
 
生产厂家曾经一度青睐合成石墨，因为合成石墨的均一性和纯度要优于**石墨。现在却不一样，现代化学提纯方法的应用使得经热处理可获得99.9%纯度的**石墨。相比之下，合成石墨的纯度为99%，因而前者更受欢迎。
 
与合成石墨相比，经过提纯的**片状石墨有更高的结晶度，表现出更好的导电性和导热性。此外，**石墨有望降低锂离子电池的生产成本，同时还能获得同等甚至更优异的电池性能。
 
可以预计的是合成石墨终将被替代，未来属于更便宜更环保的**石墨，而以**石墨为原料合成的石墨烯，更将大展身手。

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