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鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。
同樣道理,當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回到正極。回到正極的鋰離子越多,放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。
不難看出,在鋰離子電池的充放電過程中,鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就象質(zhì)優(yōu)的運(yùn)動(dòng)健將,在搖椅的兩端來回奔跑。所以,們又給了鋰離子電池一個(gè)可愛的名字搖椅式電池。
鋰離子電池以碳素材料為負(fù)極,以含鋰的化合物作正極,沒有金屬的鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰離子電池的充放電過程,就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中,同時(shí)伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌(習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示,而負(fù)極用插入或脫插表示)。在充放電過程中,鋰離子在正、負(fù)極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插,被形象地稱為“搖椅電池”。
針對(duì)新能源汽車動(dòng)力鋰電池回收利用問題,幾乎是與新能源汽車走入公眾視野同步而行的。一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)是,隨著我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,動(dòng)力鋰電池用量也在迅速積累。
必須加以正視的問題是,動(dòng)力蓄電池退役后,若未經(jīng)科學(xué)處理,不僅是對(duì)金屬資源的浪費(fèi),更會(huì)嚴(yán)重威脅公共安全,對(duì)生態(tài)環(huán)境造成難以逆轉(zhuǎn)的污染。因此,我國(guó)正加快建立動(dòng)力蓄電池回收利用體系,并已經(jīng)形成了初具規(guī)模的新能源汽車動(dòng)力蓄電池再生利用產(chǎn)業(yè)。
新能源汽車已經(jīng)發(fā)展了一定的年頭,早批次新能源汽車的動(dòng)力電池即將退役。對(duì)于這些鋰電池,如果不進(jìn)行必要的回收和處理,不僅會(huì)造成資源浪費(fèi),也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
由于動(dòng)力電池涉及到重金屬、電解液以及環(huán)保問題,回收存在一定難度。如何將動(dòng)力電池回收產(chǎn)業(yè)化落地,是行業(yè)內(nèi)面臨的難點(diǎn)。
不過,困難也意味著機(jī)遇。據(jù)估計(jì),廢舊動(dòng)力鋰電池中資源回收所創(chuàng)造的市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)在2023年將會(huì)超過300億元。國(guó)家也已經(jīng)出臺(tái)了一些支持政策并布局試點(diǎn)工作。新能源汽車底盤模組回收價(jià)格