废旧锂离子电池回收利用技术进展

近年来，锂离子电池的广泛应用导致废旧锂离子电池数量急剧增加，回收废旧锂离子电池可以缓解资源短缺和环境污染双重压力。本文从废旧锂离子电池预处理、活性物质回收及再生等方面对废旧锂离子电池回收利用现有的技术进行总结，并对废旧锂离子电池回收技术的未来发展进行展望。     

中国锂离子电池回收技术知识产权分析

结合中国废旧锂离子电池行业现状,采用知识产权分析方法对中国废旧锂离子电池资源回收技术发展趋势、核心技术区域、关键技术领域、主要技术发明人情况等进行了系统分析,并归纳总结了锂离子电池资源回收的核心技术要点,梳理出当前锂离子电池回收过程的技术路线分布状况。结果表明:近3年来,伴随着环保政策要求,锂离子电池回收专利文献数量进入了快速增长时期,专利年申请量已突破200件;技术分布于电气/冶金/化学/环保等领域,具有很强的学科领域交叉特性;申请机构中企业的高占比说明该技术的研究具有很强的工业应用价值。随着国家环保方面的政策日益完善和资源需求逐年提升,基于回收技术仍有较大进步空间,可以预测废旧锂离子电池的回收专利量会保持较大的上升趋势。产业政策、特别是污染防治规范与标准等将对相关技术研究与应用提供重要支撑。     

退役三元NCM锂离子电池正极材料资源化回收研究进展

三元镍钴锰酸锂(NCM)电池是一种重要的锂离子电池,具有广阔发展前景和应用价值.本文概括了三元锂离子电池相比传统电池具有的优点,分析了三元电池的组成部分,重点综述了三元正极材料不同回收方法与反应机理,并对NCM三元锂离子电池应用前景作出展望,结合技术创新研发项目的新型工艺路线,有效解决了现有回收方法存在的正极活性物质与铝箔分离困难,以及容易产生二次废液的问题.     

LiCoO2的化学分解浸取过程

废旧锂离子电池中钴的含量较高．钴具有较强的毒性,且资源稀少．为此,研究了废旧锂离子电池的湿法回收工艺过程,并分析了废旧锂离子电池中钴和锂在硫酸溶液中的漫取过程动力学．采用了解体电池塑料外壳、钢壳、正负极材料、N-甲基吡咯烷酮(NMP)分离铝箔与正极活性材料以及硫酸浸取钴与锂的回收工艺．结果表明,铝片的回收率接近100％,钴和锂的浸取率均超过99．6％,同时分析了漫取过程中的工艺参数对钴和锂的漫取率的影响．     

一种新型聚合物锂离子电池的制备和性能研究

采用一种新颖简单的方式处理负极片,并在其表面形成一层厚度均匀、孔隙丰富的聚合物膜。以此聚合物膜作为锂离子电池的隔膜组装聚合物锂离子电池并测试电池的电化学性能。性能测试显示聚合物锂离子电池性能优越,表明该方法可用于聚合物锂离子电池的工业化生产。     

一种新型聚合物锂离子电池的制备和性能研究

采用一种新颖简单的方式处理负极片,并在其表面形成一层厚度均匀、孔隙丰富的聚合物膜。以此聚合物膜作为锂离子电池的隔膜组装聚合物锂离子电池并测试电池的电化学性能。性能测试显示聚合物锂离子电池性能优越,表明该方法可用于聚合物锂离子电池的工业化生产。     

废旧锂离子电池中有价金属的回收

采用超声波分离电极材料-酸浸-钴锂沉淀新工艺分离并回收了废旧锂离子电池中的有价金属。超声波分离中所研究溶剂的分离效果为:NMP>DMF>DMSO丙酮。超声波处理可降低分离温度与时间。采用该工艺,电极材料用NMP于40℃超声波处理15min可完全剥离;所剥离电极材料中99.4%的钴锂可酸浸出;酸浸液中99.5%的钴离子可以高密度球形CoC2O4回收;钴沉淀分离后,滤液中94.5%的锂离子可以Li2CO3沉淀回收。以所回收钴锂化合物制备的LiCoO2具有良好的电化学性能。     

基于单片机的锂离子电池充电器设计

锂离子电池充电器应用非常广泛,它用到了单片机模数转换采样技术。除此之外,锂离子电池充电器在电路设计上用到了保护机制与应急处理机制,基准电压发生器和多充电模式设计方法。     

电动汽车锂离子电池组内散热特性数值模拟研究

锂离子电池组涉及数据规模庞大,传统方法无法有效实现对其散热特性的研究,为此,提出一种新的通过数值模拟方式研究电动汽车锂离子电池组内散热特性的方法。介绍了锂离子电池组工作原理,分析了锂离子电池的充放电过程。通过雷诺平均法进行雷诺时均处理,获取电动汽车锂离子电池组内散热控制方程和湍流方程。介绍了初始和边界条件,通过CFD实现控制方程的求解。依次进行了锂离子电池表面散热特性数值模拟、不同风孔大小下电池组散热特性数值模拟、不同倍率充放电后电池组散热特性数值模拟以及不同环境温度下电池散热特性数值模拟。实验结果表明,锂离子电池中心垂直截面和上下壁面的温度分布均为中心最高,壁面较低,壁面温度梯度大,热量散失速度快;在风孔大小和出口大小相近,充放电倍率为1C时,电动汽车锂离子电池组内散热性最佳;环境温度越低,电池温度升高幅度越大,散热性能越好。     

振动环境对锂离子电池热失控危险性的影响

基于民航运输锂离子电池过程中所引发的热失控安全问题,以及运输环境存在颠簸。利用自主搭建的实验平台,以21700型单体锂离子电池为研究对象,通过分析锂离子电池在振动环境中开路电压（Open Circuit Voltage,OCV）与内阻变化以及热失控过程中火焰温度与质量损失的变化情况,研究振动环境对锂离子电池性能及热失控危险性的影响。实验结果表明：在振动条件下锂离子电池的OCV基本保持稳定,而内阻值会增加16.7%;相对于空白实验,经过振动处理后锂离子电池发生热失控危险性减弱。直观表现在火焰温度峰值降低9.69%,质量损失减少13.54%;同时利用电压容量微分曲线（dV/dQ）深入分析振动条件对锂离子电池的影响机理。本研究可为提高锂离子电池性能一致性提供理论参考。     

电动汽车锂离子电池组内散热特性的数值模拟

锂离子电池组涉及数据规模庞大,传统方法无法有效实现对其散热特性的研究,为此,提出一种新的通过数值模拟方式研究电动汽车锂离子电池组内散热特性的方法。介绍了锂离子电池组工作原理,分析了锂离子电池的充放电过程。通过雷诺平均法进行雷诺时均处理,获取电动汽车锂离子电池组内散热控制方程和湍流方程。介绍了初始和边界条件,通过CFD实现控制方程的求解。依次进行了锂离子电池表面散热特性数值模拟、不同风孔大小下电池组散热特性数值模拟、不同倍率充放电后电池组散热特性数值模拟以及不同环境温度下电池散热特性数值模拟。实验结果表明,锂离子电池中心垂直截面和上下壁面的温度分布均为中心最高,壁面较低,壁面温度梯度大,热量散失速度快;在风孔大小和出口大小相近,充放电倍率为1C时,电动汽车锂离子电池组内散热性最佳;环境温度越低,电池温度升高幅度越大,散热性能越好。     

室温离子液体用作锂离子电池电解液时的电性质

室温离子液体(RTIL)具有液程宽、热稳定性好、不可燃、无蒸气压、导电性好、易回收等突出的优点,用于锂离子电池可以很好地解决电池在高能量密度下的安全性问题,使锂离子电池在电动车或其它大型动力系统中的应用成为可能．本研究了LiCoO2电极在1mol／L LiTFSI／TMHATFSI离子液体电解液中的电化学行为,探讨了温度和电流密度对电极电化学性能的影响,测定了锂离子通过电极和电解液相界面的迁移活化能,解释了影响LiCoO2电极性能的内在原因．     

软包装锂离子电池性能研究

研究了以塑料包装取代金属外壳所实现的新型软包装锂离子电池的电化学性能.从软包装锂离子电池的倍率放电性能、电池的高低温放电能力和充放电循环稳定性等方面的研究表明,软包装锂离子电池具有良好电化学性能.软包装锂离子电池既不同于金属外壳锂离子电池,也不同于聚合物锂离子电池,是锂离子电池的一种新型设计.     

无轨电车用锂离子电池管理系统的研究

为了配合锂离子电池在无轨电车上的应用,提出了一种针对无轨电车运行环境的锂电池管理系统,能够对车载电池进行故障诊断、分级报警和优化充电.本文主要分析了无轨电车环境下电池运行模式的特点,针对原有铅酸电池的使用和管理问题,提出了更加优化合理的锂离子电池使用方法和控制策略,就电池的故障分级、电池荷电状态(SOC:State of Charge)估算、电池有效利用容量区间、充电电流的计算方法进行了深入研究,提出了多种特殊处理方法,较好配合了锂离子电池在无轨电车上的安全高效使用.     

天然石墨在室温离子液体电解液中的嵌脱锂性质

室温离子液体是现代化学中的先进液态功能材料之一,用作锂离子电池电解液具有导电性好、不燃烧和易回收等突出优点,是未来动力锂离子电池理想的电解液组分[1].然而,由于离子液体的造价高、粘度大且与电极活性物质的浸润性差,将其用于锂离子电池还需要大量的基础研究工作[2]. 本文研究了天然石墨负极材料在室温离子液体电解液中的电化学嵌脱锂性质,选用多种有机电解液添加剂改善了离子液体电解液与石墨类负极材料的相容性,报道了一种在锂离子电池中有应用前景的室温离子液体电解液体系.1　实验部分　等摩尔的溴化三甲基己基铵(TMHABr)和二(…     

废旧锂离子电池中有价金属的回收

采用超声波分离电极材料-酸浸-钴锂沉淀新工艺分离并回收了废旧锂离子电池中的有价金属。超声波分离中所研究溶剂的分离效果为：NMP〉DMF〉DMSO〉〉丙酮。超声波处理可降低分离温度与时间。采用该工艺，电极材料用NMP于40℃超声波处理15min可完全剥离；所剥离电极材料中99．4％的钴锂可酸浸出；酸浸液中99．5％的钴离子可以高密度球形CoC2O4回收；钴沉淀分离后，滤液中94．5％的锂离子可以Li2CO3沉淀回收。以所回收钴锂化合物制备的LiCoO2具有良好的电化学性能。     

锂离子电池性能影响因素分析及其改进方法研究

如何提高锂离子电池的性能已经成为锂离子电池开发研究中的一个热点问题.介绍分析了影响锂离子电池性能的几种因素,讨论了几种改善锂离子电池性能的方法,有助于采取相应措施来提高锂离子电池的性能.     

锂离子电池工作的数学模型及特征概述

通过分析锂离子电池的数学模型,寻找变量之间的逻辑关系,总结出了锂离子电池的特性,实现了对锂离子电池系统规律的揭示与把握,有助于优化锂离子电池的生产与发展．     

动力锂离子电池建模及其动态特性研究

由于动力锂离子电池管理系统设计及电池剩余电量预测依赖于电池等效电路模型的建立,在几种常见的动力锂离子电池等效电路模型分析与比较的基础上,通过对动力锂离子电池进行多次充放电实验,分析了动力锂离子电池的动态特性,提出了基于Thevenin等效电路模型的双电源模型;并辨识了模型的相关参数。运用Matlab/Siumlink仿真工具建立仿真模型,对双电源模型进行仿真验证,结果表明双电源模型可准确模拟动力锂离子电池的工作特性,为动力锂离子电池的高效管理奠定基础。     

低压下锂离子电池热失控火焰特性研究

针对锂离子电池航空运输需求不断增大,而低压环境下锂离子电池热失控火焰特性研究甚少的现状,设计了60kPa、80kPa、100kPa三种压力下的锂离子电池热失控实验。在常压和低压环境下,对电加热触发的锂离子电池燃烧火焰特性进行了实验研究。实验结果表明,锂离子电池热失控的燃烧的火焰高度与普通池火不同,锂离子电池燃烧的火焰高度会随着时间而降低。随着压力的降低,锂离子电池热失控的火焰高度和燃烧时长都呈现出降低的趋势。 本文研究可为低压下锂离子电池热失控火行为的研究提供指引和支撑。