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動力鋰電池二次利用的現狀

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隨著新能源汽車的推廣,動力電池爆發式增長。2014年底以來,由于新能源爆發式增長,國內動力鋰離子電池已經一電難求,產能遠遠不能滿足新能源車發展的需要。國內動力鋰離子電池產能近五年的增長情況見下表。
 
 
根據2011年以來動力鋰離子電池的性能狀況和國家標準規定,動力鋰離子電池使用的時間大約在3-5年,也就是說,2013年以及以前制造投入使用的動力鋰電池,2016年都基本達到了回收的時間。我們僅以當年的鋰電池制造和報廢量來計算,以每瓦時二次利用售價僅為1元人民幣的保守價格,可以計算得出2016-2020年動力鋰離子電池二次利用,將達到的市場份額。
 
以上計算僅為保守估計,其中2018、2019年的數據,根據2011-2015年的增長率推算。而實際上,2014-2015年以來,動力鋰電池的增長率遠遠高于2011-2014年,此增長趨勢預計會持續到2018年以后。2019年之后5年的報廢的動力鋰離子電池,實際上遠比我們測算的數字還要高。
 
動力鋰電池二次利用的市場空間。目前電動自行車使用鋰電池還不足10%,未來使用鋰電將是一個大趨勢。路燈儲能、微型分布式能源將越來越深入人們的生活,其對鋰電的應用將呈現出爆發的態勢。未來二次利用的動力鋰電池,預計在照明儲能、市政亮化工程、分布式能源、微動力等方面會有大量使用。排除個別用戶不喜歡用舊品的用戶偏好,動力鋰電池二次利用的市場空間,至少在每年800億人民幣以上,而且以大約35%的速度增加。

 

動力鋰電池二次利用的技術嘗試

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動力鋰電池按照國家標準到了使用壽命,從新能源車上撤下來的時候,還有相當的容量。還有較為寬泛的使用空間。但是并不是像很多人想象的那樣,可以組合起來就用,在技術上還有一些障礙。一是新品應用的時候,電池的一致性很好,但是舊品二次利用的時候,一次性已經沒有新品那么好,甚至一直相當差,這對成組使用造成了很大障礙。二是電池的容量、電壓、內阻等在二次利用的時候,會在很少的循環次數的時候,形成斷崖式下跌,因為動力鋰電池新品制造的時候,在工藝和性能設計上,就只考慮了新品的產品標準要求的各參數性能,因此在新品使用后,在舊品二次利用階段,各項性能參數的持續參差不齊,在不同的點位上,降落很大,對后期使用造成極大困難。
 
我們以容量為例。我們通過國外產動力鋰電池和國產動力鋰電池兩款的測試數據來看。
 
 
下圖是德國產某混動車所用的動力鋰電池,單體6.4安時,按照標準下車,下車時候,測得剩余容量為5.1-5.2安時之間。測算測試循環次數后所余容量如下表
 
根據以上容量,形成曲線如下:
 
從以上曲線可以明顯看到,循環次數在短短100次以后,就開始形成斷崖式下跌。
 
下面是國內一家知名鋰電企業產硬殼方形動力電池,單體20安時。下車時候全部放電后充滿,測得剩余容量為11.2-11.8安時之間,測算測試循環次數后所余容量如下表:
 
 
根據以上數據,形成曲線如下:
 
 
可以看到,容量基本上是斷崖式下跌,循環過半后,已經放不出電來了。
 
 
綜合以上情況,動力鋰電池二次利用,還面臨著性能和技術的障礙甚至是瓶頸。如果實現二次利用,不但要解決一致性問題,還需要解決容量、電壓、內阻等正常實現和后續維持的問題。

 

動力鋰電池中的安全隱患

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1. 正極材料的安全隱患
 
當動力鋰電池使用不當時,導致動力鋰電池內部溫度的升高,使正極材料會發生活性物質的分解和電解液的氧化。同時,這兩種反應能夠產生大量的熱,從而造成動力鋰電池溫度的進一步上升。不同的脫鋰狀態對活性物質晶格轉變、分解溫度和動力鋰電池的熱穩定性影響相差很大。
 
 2 .負極材料的安全隱患
 
早期使用的負極材料是金屬鋰,組裝的動力鋰電池在多次充放電后易產生鋰枝晶(動力鋰電池在充電過程中鋰離子還原時形成的樹枝狀金屬鋰),進而刺破隔膜,導致電池短路、漏液甚至發生爆炸。嵌鋰化合物能夠有效避免鋰枝晶的產生,大大提高動力鋰電池的安全性。隨著溫度的升高,嵌鋰狀態下的碳負極首先與電解液發生放熱反應。相同的充放電條件下,電解液與嵌鋰人造石墨反應的放熱速率遠大于與嵌鋰的中間相碳微球、碳纖維、焦碳等的反應放熱速率。
醫療設備電池
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動力鋰電池必將披風斬疾,獨當一面

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目前,電動車市場95%以上配用的都是鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池技術成熟,性能穩定,價格便宜。但它也有致命的缺點,這就是鉛酸電池的使用壽命較短、電池容量較小,有充電記憶效應。 
  目前國家重點支持的新能源汽車以動力鋰電池驅動為主,現在已經是行業中的主流。相對于鉛酸電池,動力鋰電池的污染相對要小很多,同時同等容量動力鋰電池的體積和重量只有鉛酸蓄電池的1/3,循環壽命是鉛酸蓄電池的的5倍,續航能力和充電時間都優于鉛酸蓄電池。鉛酸蓄電池會逐漸被能量密度更高的動力鋰電池取代,是許多業內人士認為的一個趨勢。
“全國鉛酸電池回收管理差,部分地區存在鉛污染,因此微型電動車應采用動力鋰電池取代鉛酸電池。”中國汽車工業協會常務副會長、工信部裝備司任命低速電動車標準起草組組長董揚表示。
  據了解,目前國內龍頭電動車企業基本上已經形成全系產品的動力鋰電池化,新設計車型基本上以動力鋰電池為主。而據某新能源汽車企業負責人介紹,受電動車廣闊市場前景的誘惑,和國家補貼退坡對主流電動汽車車型的影響,國內部分動力鋰電池廠家已經布局電動車市場。
 

  根據業內某研究機構發布的分析報告,按照每輛低速電動車8Kwh的帶電量,對未來低速電動車市場動力鋰電池需求的預測,到2020年,低速電動車對動力鋰電池的需求量將達到9.6Gwh,2022年將達到28.0Gwh。

 醫療設備后備電源電池

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為何動力鋰電池回收的這座金礦無人挖?

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對于動力鋰電池的回收與利用,目前行業公認有兩種做法,一種是梯次利用,一種是拆解回收。站在技術的角度,這兩種做法都有一定的技術門檻。
首先,梯次利用是指將回收來的動力鋰電池重新檢測篩選,配對成組后用于像儲能、低速電動車等對電池性能要求較低的領域,根據行業標準,動力鋰電池容量衰減至80%左右即到退役時限,雖然不再適用汽車,但在其他方面還能發揮“余熱”,有很大的利用空間。
可是這些電池在重新利用時,需要對電池的電化學性能、壽命衰減等信息進行檢測,選出數據相近的電池進行分組,這樣才能保證電池的一致性以及整個電池系統的安全性。但長期以來,新能源車動力鋰電池并沒形成統一標準,這也就導致動力鋰電池從最開始的鉛酸電池,到后來的鎳鎘電池、鎳氫電池,再到當下的三元鋰電池,品類繁多,如何將這些標準不一,技術結構各異的電池整理統一不是一件簡單的事情。
其次,容量低于40%的動力鋰電池就要進入到拆解回收環節。理論上,可以從退役的動力鋰電池中拆解出鎳、鈷、錳及鋰鹽等有價值的金屬元素,可以循環利用到新電池的制造。
醫療設備后備電源電池

 

動力鋰電池健康狀態影響因素

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1 溫度對動力鋰電池SOH的影響 
 
溫度通常被認為是影響動力鋰電池健康狀態的主要因素,溫度對動力鋰電池的性能有雙重影響,一方面高溫會加快動力鋰電池內部的化學反應速度,提升動力鋰電池的效率和性能,同時高溫也會加速一些不可逆的化學反應發生,造成動力鋰電池的活性物質減少,引起動力鋰電池 的老化和容量衰減。有實驗數據表明高溫會加快動力鋰電池電極的SEI膜增長,鋰離子穿透SEI膜難度增加,等效為動力鋰電池內阻增大。
 
2 充放電電流倍率對動力鋰電池SOH的影響
 
充放電倍率會影響動力鋰電池的壽命,以三種不同放電倍率對索尼18650 動力鋰電池進行300次循環實驗, 其動力鋰電池容量分別衰減9.5%、13.2%和16.9%,動力鋰電池內阻分別增加12.4%、18.3%和27.7%,同時高倍率放電會在動力鋰電池內部產生更多的熱量,加速動力鋰電池老化,電子顯微鏡下觀察到高倍率動力鋰電池放電的電極表面SEI膜比低倍率放電的要厚。
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鋰電池太陽能綠色節能環保新幫手

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       現在國家在大力倡導節能減排,各種各樣的環保節能措施已經一個接一個的采取,就是希望能引起社會所有人對于節能環保的重視;畢竟現在地球資源緊張,為了我們以及下一代更好的生存環境,節能環保已經勢在必行!而口號不是隨便喊喊就行的,一定要付諸行動。比如出行盡量步行或者地鐵、公交,用水用電要盡量節省,只有自己親身實踐,將各個行動落實到位,生存環境變得更好,今天太陽能路燈廠家河北鑫動力新能源科技有限公司要說到一個環保就是從電說起的。

河北鑫動力太陽能路燈專用鋰電池

       要知道,每到夜行的時候,路燈就是一個必不可缺的照明工具了,別看這小小的路燈,想想全國上下有多少大街小巷需要路燈,每天光消耗的電能就多的驚人,而太陽能卻是屬于天然能源之一,它是取之不盡,用之不竭的,而且清潔沒有污染,還是屬于可再生的綠色環保能源。因此,如果我們能夠通過太陽能發電,就能節省其他不可再的能源,這個時候,太陽能路燈就理所應當的應運而生了。

       太陽能路燈擁有著傳統普通路燈無法比擬的優越性,它是通過晶體硅太陽能的電池來供電,免維護閥控式密封蓄電池(膠體電池)來儲存電能,擁有高壽命和高度的安全性,甚至不需要日常維護,想一想,如果全國上下都換上這樣的路燈,可以省去多少電費以及人工維護費用,節能而且性價比高。

       在安裝的時候也根本不需要鋪設線纜、不需要交流供電、也沒有任何電費;一般是采用直流供電控制,安裝和維護都相當快捷簡單,真的是經濟實用的首選。而且它的適用范圍也非常廣,對于在城市、小區、工廠、各種旅游景點及地面停車場等場合下都能使用。可以毫不夸張的說,它具有相當好的前景性和投資性。

       這種路燈主要使用的原理就是在白天,它是被智能控制器給操控的,而系統里包含的太陽能電池板是功能作用是:在通過太陽光的照射以后,會吸收掉需要的太陽能,再將太陽能轉換成所需要用的電能。所以通俗的來說,白天這個組裝件的功能就是儲蓄太陽能,而夜間,轉化而來的電能就能夠給路燈提供電力,這樣就可以照明了,而且它的組裝件里是直流類型的控制器,這樣就能保證蓄電池組不會因為過度充電或過度放電而被破壞了,同時它還兼具光控、時控、濕度補償和防雷、反極性保護等一系列的功能。

       太陽能路燈系統在雨天的時候也可以保證至少十五天以上的工作時間,所以,我們使用它還有什么顧慮的呢?尤其它還能促進新能源的開發,減少現有能源的消耗,真正做到的造福社會、造福環境。

安裝太陽能路燈需要注意的地方

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       對于農村的太陽能路燈施工來講,最主要的就是保證路燈的質量與滿足道路照明的需求。為了保證農村路燈工程的良好實施,太陽能路燈廠家—河北鑫動力新能源科技有限公司為廣大用戶詳細介紹一下農村太陽能路燈施工注意事項:

河北鑫動力太陽能路燈專用鋰電池

       1.確定路燈功率選擇合適的光源,在道路施工過程中不同功率的光源在配置及生產方面也不相同,只有仔細的確定路燈功率計配置才能保證路燈的質量;

       2.根據實現需求做好路燈系統設置,不同道路、不同需求對于照明時間也不一樣,一般路燈照明的時長設置在4-8小時,保證3-5個陰雨天的連續照明。

       3.做好路燈配置后還需廠家提供良好的安裝售后服務,太陽能路燈安裝最主要的是實現系統良好的光電轉化保證系統穩定的運行。

       在進行農村太陽能路燈施工時只有根據用戶實際需求做好路燈詳細施工方案及良好的額售后安裝保證才能實現農村道路穩定可靠的照明。

太陽能路燈將節能進行到底

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       不管是任何形式的產品只要流通于市場就能證明其存在的價值,所謂存在即合理就是這個意思,也許它的受眾群并不多,或者它的功能并沒有被廣泛的認可,但是既然走上了這條路至少能說明一點就是起碼這是創始者的一個夢想,至少他會認為這樣的付出是值得的,從太陽能路燈問世的第一天起,各例實踐證明它還是非常的有魄力的。

       從當初創始者的出發點考慮的話就必然是節能效益,在當今社會低碳環保已經成了全球性的共識,我們國家也與時俱進大力推廣節能減排政策,于是節能成了發展的一個重要議題,把節能做到最大化是所有機械化產品最終的目的。而太陽能路燈正是符合了這一發展趨勢,走在了前頭。

       隨著新農村建設腳步的推進,太陽能路燈處于發展的階段,生產廠家如雨后春筍般崛起,都是看中了這塊市場,但是盡管如此依然有很大的發揮空間。太陽能路燈配光技術也在提升,提高太陽能路燈性能的途徑有很多,這場行業的革命還未結束,我們還要更加努力。

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太陽能路燈的選擇應從質量下手

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       許多的人在選擇自己要買的太陽能路燈的時候,千萬切記一分價格一分貨,對戶外路燈工程負責,我們消費者千萬不能被LED路燈價格先先吸引,畢竟是戶外工程,關系到安全大事,所以切莫貪便宜因小失大,在很多時候對于產品質量的關注卻遠不及其價格的誘惑,尤其是太陽能路燈行業。

       如果按照整套太陽能路燈價格來計算,主要價格組成分三個部位:含光源燈具,太陽能路燈電源,路燈燈桿。整體來說,太陽能路燈價格組成是根據具體的需求配置來定的,是沒有標準的定價的,看起來同樣配置相同款式的LED路燈價格往往可以搭配出幾種不同的價格。一般來說,除去全部的成本以外,加上5%-10%的企業利潤基本上就是最終面向市場的價格了。太陽能路燈價格組成還是比太陽能路燈價格要相對簡單些,也更好去做計算對比。相同配置下的價格差異越來越小。

       因為市場經濟下,同樣是太陽能路燈,在同等規格同等品質的情況下,原材料、人工、運輸包裝等成本費用每個企業都是比較接近,甚至是一樣的成本。假定銷售價格1千元的太陽能路燈產品,其中企業利潤點了10%,也就是100元,那么企業給到的優惠就是從100元里面出來的,企業再怎么優惠都不會把優惠幅度降到超過100元,成本都已經900元了,賣價低于900元,企業怎么生存呢?

       這個時候,如果企業要維持100元的利潤,并且要銷售價格控制在低于市場成本的900元,那可能性只有一種,那就是它的成本是低于900元的。這也意味著,我們常說的偷工減料和劣質品質,所有低于市場普遍成本的銷售價格都是誘人的劣質品價格!請各位敬而遠之。

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