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鋰電池廢料回收危害及應(yīng)對(duì)措施
來源:http://www.98345app.com/news59701.html發(fā)布時(shí)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(tǒng)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(shè)計(jì)成大容量。鉛酸電池的能量密度在40Wh/kg左右,而鋰電池,已經(jīng)超過150Wh/kg。能量集中度提高,對(duì)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(fā)熱失控,電池內(nèi)部急劇反應(yīng),短時(shí)間內(nèi),過多的能量無處釋放,是非常危險(xiǎn)的。尤其在安全技術(shù),管控能力發(fā)展還不夠充分的時(shí)候,每只電池的容量都應(yīng)該克制。
其次,被鋰電池殼體包裹起來的能量,一旦出現(xiàn)意外,消防員、滅火劑無法觸及、無能為力,只能在發(fā)生事故時(shí)隔離現(xiàn)場(chǎng),任事故電池自行反應(yīng),能量燃盡為止。
當(dāng)然,出于安全考慮,當(dāng)前的鋰電池已經(jīng)設(shè)計(jì)了多重安全手段。拿圓柱電池為例。
安全閥,當(dāng)電池內(nèi)部反應(yīng)超出正常范圍,溫度上升,并且伴隨生成副反應(yīng)氣體,壓力達(dá)到設(shè)計(jì)值,安全閥自動(dòng)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(xiàn)過流,電阻在達(dá)到某一個(gè)溫度以后,阻值陡增,所在回路電流下降,阻止溫度的進(jìn)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(xiàn)過流風(fēng)險(xiǎn),電路斷開,避免惡性事故的發(fā)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(dòng)汽車飛起。這時(shí)候,就需要面對(duì)一個(gè)問題,一致性。
我們?nèi)粘5慕?jīng)驗(yàn)是,兩節(jié)干電池,正負(fù)極連接起來,手電筒就能發(fā)光,有誰管它一致不一致的事情。而鋰電池的大規(guī)模應(yīng)用,情形卻并非如此簡單。
鋰電池參數(shù)的不一致主要是指容量、內(nèi)阻、開路電壓的不一致。不一致的電芯串并在一起使用,會(huì)出現(xiàn)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(gè)電池組的能力。
- 為了防止電池過充過放,電池管理系統(tǒng)的邏輯如此設(shè)置:放電時(shí),當(dāng)較低的單體電壓達(dá)到放電截止電壓時(shí),整個(gè)電池組停止放電;充電時(shí),當(dāng)比較高單體電壓觸及充電截止電壓時(shí),停止充電。?
為了防止電池過充過放,電池管理系統(tǒng)的邏輯如此設(shè)置:放電時(shí),當(dāng)叫低的單體電壓達(dá)到放電截止電壓時(shí),整個(gè)電池組停止放電;充電時(shí),當(dāng)比較高單體電壓觸及充電截止電壓時(shí),停止充電。
拿兩只電池串聯(lián)舉例。一只電池容量1C,另外一只容量只有0.9C。串聯(lián)關(guān)系,兩只電池通過同樣大小的電流。
充電時(shí),容量小的電池必然先充滿,達(dá)到充電截止條件,系統(tǒng)不再繼續(xù)充電。放電時(shí),容量小的電池也必然先放光全部可用能量,系統(tǒng)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(gè)電池組的容量總有一部分處于閑置狀態(tài)。
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(dá)到壽命的。一直電芯壽命終結(jié),一組焊接在一起的電芯,也就跟著壽終正寢。
3)內(nèi)阻增大,不同的內(nèi)阻,流過相同的電流,內(nèi)阻大的電芯發(fā)熱量相對(duì)比較多。電池溫度過高,造成劣化速度加快,內(nèi)阻又會(huì)進(jìn)一步升高。內(nèi)阻和溫升,形成一對(duì)負(fù)反饋,使高內(nèi)阻電芯加速劣化。
上面三個(gè)參數(shù),并不完全獨(dú)立,老化程度深的電芯內(nèi)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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