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新能源汽车动力电池如何回收循环与梯次利用?
文章作者:管理员 时间:2021-04-25 10:20

  

  电力能源和自然环境是危害当代人类社会存活和发展趋势的两个关键难题。发展趋势清理和可再生资源是在我国社会发展是社会经济发展的重特大发展战略,已被列入我国中远期智能科技总体规划中关键和大力发展的方位。在新能源开发技术的每个层级,做为化学能和电磁能的转换存储设备,以二次电池为关键的化学电源已在人们生产制造与生活的各行各业获得普遍的运用,在相关将来社会经济发展的一系列重特大发展战略科技进步研究目标中,二次电池做为热传递与存储的重要环节充分发挥着关键的功效。磷酸铁锂电池因为其率能量相对密度、长循环系统使用寿命和高热传递率等优势变成当今占有数多市场占有率的动能存储与转换元器件。伴随着新能源车的要求和生产量持续飙升,退伍动力电池的总数也随着极速提升,特别是在在迅猛发展的纯电动车领域促进下,退伍动力电池总数将在 2030 年上下呈爆发式增长,接踵而来的对动力电池原料的要求也将大幅升高。

  动力电池带有丰富多彩的锂、镍、钴等有价金属材料資源,完成近程且率的动力电池收购 再利用技术性,不但能大限度地降低对重要原材料資源的要求,并且还能处理空气污染和绿色生态危害等重大问题。因而,进行动力电池梯次利用与收购 技术性对在我国資源综合性利用、生态环境保护和减少动力电池成本费均具备关键实际意义,并早已变成全领域关心的聚焦点。坚持不懈遵照“要求牵引带、突破瓶颈”标准,根据在我国的資源和环境现状,开展退伍动力电池的收购 与再利用科学研究在中国的社会发展与是社会经济发展中具备迫切性和重要性,是合乎在我国可持续发展观发展战略的关键课题研究,具备独特的要求导向性、精准施策和目标导向。根据处理技术性短板身后的关键关键问题,将促进退伍动力电池梯次利用与收购 再利用基本科研成果迈向运用。

  

  根据此,《动力电池梯次利用与收购 技术性》融合世界各国电池技术性及纯电动车的发展趋势现状以及发展趋势,系统软件详细介绍了退伍动力电池梯次利用、拆卸收购 、资源化再生综合性利用、项目生命周期点评等科学研究技术性的现况,并对本行业所遭遇的机会、挑戰与发展趋向开展小结未来展望。

  本书共8 章。第 1 章关键详细介绍了新能源车及动力电池产业链现况与市场前景,并论述了退伍动力电池梯次与收购 利用的重要性和迫切性;第 2 章和第 3 章是动力电池梯次利用与安全风险评估、梯次利用颠覆性创新技术性以及信息系统集成和工程项目运用实例分析;第 4~7章主要是动力电池拆卸、收购 资源化再生利用以及案例深层剖析;第 8 章详细介绍了动力电池项目生命周期点评与案例分析。

  这书是创作者及科学研究精英团队在广泛开展退伍动力电池梯次利用、收购 解决、资源化再生综合性利用等科学研究的基本上,并融合所担负的我国高新技术科学研究发展趋势方案(863 方案)、我国关键基础研究发展趋势方案(973 方案)、自然科学基金等新项目,经二十多年科学研究积累编写而成,争取体现世界各国动力电池梯次利用与收购 技术领域的新消息。

  这书做为“储能技术与动力电池技术性及运用全书”近付梓的手册,创作者皆为长期性从业动力电池梯次利用与收购 行业一线权威和科研工作者,编写全过程中获得全书小编,北理工新能源材料与元器件科学研究精英团队领头人吴锋工程院院士对这书整体架构的统筹协调提议与悉心指导,使这书在深层次分析动力电池梯次利用颠覆性创新技术性基础理论的另外,向生活实践和运用案例扩展,还从技术性、现行政策、成本费、盈利等多方位综合分析市场现状,明确提出行之有效的发展趋势提议与未来展望,具有领域规范性。

  AUT

  动力电池梯次利用安全风险评估技术性

  

  纯电动车对电池的技术标准基本上严苛,使用寿命、安全系数、稳定性等都规定很高,不管在静态数据或动态性应用上也都是有很高规定。车辆电池经长期性应用后,当动力电池的容积降低到无法达到顾客对里程数的规定的水平后,为了更好地保证纯电动车的续航里程数、驱动力特性和运作全过程中的安全系数,就务必对电池开展拆换。在退伍动力电池中,许多还具备较高的剩下容积(电池短路容量的 70%~80%),这种退伍动力电池历经再次评定、筛分和资产重组后,有可能运用于应用工作状况更为柔和的情景(低速电动车、电力网储能技术、通信通信基站预留等),完成动力电池的梯次利用。根据对动力电池的梯次利用,能够让动力电池的特性获得充足地充分发挥,合理减少动力电池在纯电动车应用环节的成本费,增加动力电池的使用期限,提高动力电池的全使用寿命周期时间使用价值;将退伍动力电池运用于电力网储能技术,还可减少储能系统的项目投资成本费,有益于储能的营销推广和运用,为光电催化储能的普及化运用完成反馈调节。

  储能有利于处理太阳能发电、地热发电的间断性和不确定性难题,提升 能源供应的持续性、可靠性,改进电能质量分析。以磷酸铁锂动力电池为意味着的光电催化储能在储能技术行业运用上具备非常好的技术性优点,但其过高的成本费变成电力工程储能应用推广的较大阻碍。退伍动力电池的梯次利用为储能系统的成本低化出示了一种方式。纯电动车动力电池的梯次利用很有可能造成新的运用使用价值,有可能减少纯电动车(主要是电池一部分)的次产品成本,推动纯电动车的应用推广。梯次利用纯电动车电池储能系统可减少储能技术工程预算,推动节能降耗。退伍车辆电池的梯次利用非常好地合乎了生态环境保护的 4R 标准,即 Recycle(循环系统应用)、Reuse(多次重复使用)、Reduce(降低应用)、Recover(收购 資源或更改自然环境),具备潜在性的经济价值及优良的价值。

  信息系统集成和工程项目运用案例:25 kW/100 kW·h 梯次利用电池储能系统集成化和工程项目运用

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  10kW·h 磷酸铁锂电池储能技术模块

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  10 kW·h 电池储能技术模块构成

  10 kW·h 电池储能技术模块由电池组、电池智能管理系统和风扇构成,在其中电池组为以奥运会客车退伍塑料软包装电池单个经 4 并 16 串的方法联接而成,共 64 个单个,工作电压服务平台为 60 V ,设计方案总动能为 10 kW·h 。图1是电池储能技术模块內部的电池组,在铜联接上面安裝有温度感应器,检测电池组发烫状况与温度梯度遍布。每一个电池控制模块有工作电压收集线,每一个电池组均有电流量断路器及电池管理方法模块( BMU )。

  

  图1 10 kW·h 电池储能技术模块內部电池组

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  10 kW·h 电池储能技术模块评定

  对 10 kW·h 电池储能技术模块采用恒流电源蓄电池充电检测容积和动能,蓄电池充电电流量为45 A ( 0.25 C )。

  ( 1 ) 10 kW·h 电池储能技术模块动能剖析。

  

  图 2 电池组工作电压与动能关联曲线图

  ( 2 ) 10 kW·h 电池储能技术模块温度梯度。

  

  图3 各工作状况下电池箱里温度差平面图

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  100kW·h 梯次利用电池储能系统集成化与示范性运用

  

  图4 100 kW·h 储能系统系统架构图

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  电池智能管理系统

  

  图5 电池系统软件的拓扑结构

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  100 kW·h 梯次利用电池储能系统示范性运用

  100 kW·h 梯次利用电池储能系统示范性工程项目坐落于北京大兴区纯电动车的士电动车充电站内。大兴区纯电动车的士电动车充电站由北京市政府、国网北京供电公司等 5 家企业合资企业修建,于 2013 年 2 月 1 日投用,现阶段具体在运 100 辆电动出租车,运营种类为北汽电动汽车 E150 纯电动车。

  现阶段站内配备 52 座中企三优企业的 HEV-J-ER32A/380V 型沟通交流小区充电桩,及其 HEV-Z-ER 系列产品直流电智能化一体化蓄电池充电机。在其中直流充电桩每桩有 5 个充电接口,规格型号为 DC 500V/70A ,额定值键入为 AC 380 V ,当今选用特惠运作,各自为从早到晚上班高峰期时间段运作。

  

  图6 示范性储能系统运作系统架构图

  该示范性新项目的设计方案关键为直流电智能化一体化蓄电池充电机出示储能技术 。

  

  图7 梯次利用电池储能系统的功率因素追随曲线图

  

  图8 梯次利用电池储能系统追踪负载要求负荷率曲线图

  注:负载输出功率在 9:08:20 以前与电力网输出功率重合,优效性与储能技术输出功率重合

  该示范性新项目总体设计方案规格型号为 50 kW/100 kW·h ,基本运作为 25 kW/100 kW·h ,由储能技术电池组(含电池架)、电池智能管理系统( BMS )、输出功率自动控制系统( PCS )及主控芯片系统软件 4 一部分构成,在其中储能技术电池控制模块为退运的 4 并锰酸锂电池电池,原厂规格型号为 360A·h/3.8V ,退运后挑选规格型号 200A·h/3.8V ,经挑选工作电压范畴为 440 V ( 2.75×160 )~ 680 V( 4.25×160 ), PCS 机器设备为 50 kW ,其工作电压范畴为 450 ~ 700 V ,较大电流量 70 A ,可依据负载尺寸开机启动,具备 UPS 作用;BMS 为亿能企业出示的≥ 300 mA 平衡电流量机器设备。

  AUT

  动力电池梯次利用颠覆性创新技术性

  

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  文中摘编自《动力电池梯次利用与收购 技术性》(张丽等著. —北京市:科学出版社,2.8)一书,文章标题为小编所加。

  

  ISBN 978-7-030

  责编:刘军楠

  内容概述

  动力电池梯次利用与收购 技术性在当今智能科技中具备十分关键的影响力,在支撑点社会发展可持续发展观和自然环境技术领域备受关注。这书融合世界各国电池技术性及纯电动车的发展趋势现况与发展趋势,系统软件详细介绍了退伍动力电池梯次利用与安全风险评估技术性、梯次利用颠覆性创新技术性、电池组和单个预备处理技术性、动力电池收购 解决技术性、资源化再生综合性利用案例及项目生命周期点评,并对本行业所遭遇的机会、挑戰与发展趋向开展小结未来展望。

  这书文件目录

  文件目录 Contents

  全书序

  序言

  第1章 新能源车及动力电池产业链现况与市场前景 1

  1.1 新能源车产业链市场容量与发展趋势概述 2

  1.1.1 我国纯电动车产业发展规划分析报告 3

  1.1.2 国际性纯电动车产业发展规划市场需求分析 7

  1.2 动力电池产业发展规划现况与销售市场概述 13

  1.2.1 我国动力电池产业链技术性与市场需求分析 14

  1.2.2 国际性动力电池产业链发展史与布局 20

  1.3 动力电池梯次利用与收购 技术性及发展趋向 22

  1.3.1 动力电池退伍与损毁经营规模 23

  1.3.2 动力电池梯次与收购 利用技术性简述 24

  1.3.3 关联性核心技术难题与商业化的营销推广方式 31

  论文参考文献 34

  第二章 动力电池梯次利用与安全风险评估技术性 35

  2.1 动力电池梯次利用选题背景和实际意义 36

  2.2 动力电池梯次利用科学研究分析报告 38

  2.2.1 动力电池梯次利用管理体系及研究现状 38

  2.2.2 世界各国有关现行政策和规范科学研究 45

  2.3 退伍动力电池特性评定 46

  2.3.1 退伍纯电动车电池的多元性剖析 46

  2.3.2 退伍纯电动车电池特性评定无损检测技术 50

  2.4 信息系统集成和工程项目运用案例 79

  2.4.1 25 kW/100 kW·h梯次利用电池储能系统集成化和工程项目运用 79

  2.4.2 250 kW/1 MW·h梯次利用电池储能系统集成化和工程项目运用 90

  论文参考文献 95

  第三章 动力电池梯次利用颠覆性创新技术性 97

  3.1 动力电池梯次利用颠覆性创新技术性情况 98

  3.1.1 內容简述 98

  3.1.2 世界各国现状以及变化趋势 99

  3.2 动态性可重新构建电池互联网 101

  3.2.1 基本原理和方式 101

  3.2.2 动态性可重新构建电池系统软件模型和提升 111

  3.2.3 动态性可重新构建电池系统软件运作提升 115

  3.2.4 动态性可重新构建电池互联网特性试验认证 118

  3.3 根据可重新构建电池互联网的动力电池梯次利用核心技术 123

  3.3.1 內容简述 124

  3.3.2 根据动态性可重新构建互联网的迅速筛分和资产重组技术性 126

  3.3.3 根据动态性可重新构建互联网的电–热–安全性监管技术性 129

  3.3.4 根据动态性可重新构建互联网的梯次利用示范性应用技术关键点 130

  3.4 根据动态性可重新构建互联网的动力电池梯次利用示范性运用 133

  3.4.1 广州移动基站闲暇及梯次电池智能化更新改造和率利用 133

  3.4.2 根据动态性可重新构建互联网的退伍动力电池集中型储能技术运用 145

  3.5 此章总结 150

  论文参考文献 150

  第4章 磷酸铁锂动力电池预备处理技术性 153

  4.1 磷酸铁锂动力电池组拆卸技术性 154

  4.1.1 动力电池构成组构造 154

  4.1.2 动力电池组全自动/全自动拆卸技术性 156

  4.1.3 动力电池组拆卸标准与质量标准体系 161

  4.2 磷酸铁锂动力电池机械设备预备处理技术性 162

  4.2.1 破碎和筛选 162

  4.2.2 浮选药剂与磁选设备 165

  4.2.3 机械设备有机化学解决 169

  4.3 磷酸铁锂动力电池人力预备处理技术性 176

  4.3.1 物理学分离出来 176

  4.3.2 溶剂融解 178

  4.3.3 高溫锻烧 179

  4.3.4 烧碱溶液融解 182

  论文参考文献 183

  第5章 磷酸铁锂动力电池收购 解决技术性 189

  5.1 冰法冶金工业收购 技术性 190

  5.1.1 基本冰法培烧技术性 191

  5.1.2 低温熔盐焙烧技术 196

  5.1.3 小结 198

  5.2 湿法冶金回收技术 200

  5.2.1 常规湿法浸出技术 201

  5.2.2 绿色有机酸浸出技术 225

  5.2.3 小结 231

  5.3 生物淋滤回收技术 233

  5.3.1 微生物的种类与属性 235

  5.3.2 生物淋滤–液膜萃取回收技术 236

  5.3.3 生物淋滤溶释机理 245

  5.3.4 小结 251

  参考文献 251

  第6章 其他动力电池回收技术 261

  6.1 镍镉电池 262

  6.1.1 镍镉电池构造及工作原理 262

  6.1.2 镍镉电池预处理技术 263

  6.1.3 镍镉电池回收再利用技术 263

  6.2 金属氢化物/镍电池 269

  6.2.1 金属氢化物/镍电池构造及工作原理 270

  6.2.2 金属氢化物/镍电池预处理技术 271

  6.2.3 金属氢化物/镍电池回收再利用技术 271

  6.3 铅酸电池 281

  6.3.1 铅酸电池构造及工作原理 282

  6.3.2 铅酸电池预处理技术 282

  6.3.3 铅酸电池回收再利用技术 283

  6.4 本章小结 294

  参考文献 295

  第7章 动力电池回收与资源化实例分析 303

  7.1 锂离子电池回收与资源化实例 304

  7.1.1 回收实例 305

  7.1.2 国外回收实例 314

  7.2 镍基电池回收与资源化实例 324

  7.2.1 回收实例 324

  7.2.2 国外回收实例 325

  7.3 铅酸电池回收与资源化实例 326

  7.3.1 回收实例 327

  7.3.2 国外回收实例 330

  参考文献 331

  第8章 动力电池全生命周期评价 335

  8.1 生命周期评价(LCA) 336

  8.1.1 生命周期评价概述 336

  8.1.2 生命周期评价总体框架 338

  8.1.3 目标与范围确定 338

  8.1.4 清单分析与影响因子 339

  8.1.5 电池回收全过程生命周期评价技术 340

  8.2 生命周期评价在电池回收领域的实际应用 347

  8.2.1 锰酸锂电池回收工艺LCA分析 347

  8.2.2 三元锂电池回收工艺LCA分析 360

  8.2.3 磷酸铁锂电池回收工艺LCA分析 366

  8.3 动力电池回收过程LCA评价案例分享与解析 373

  参考文献 374

  

  

  《动力电池梯次利用与回收技术》

  

  多电子高比能例锂硫二次电池

  

  陈人杰 著

  电子高比能电池新体系是新能源材料研究领域的重要方向,其中锂硫二次电池是新体系电池的典型代表,也是近年来的研究热点。本书系统介绍了基于多电子反应机制的锂硫二次电池的工作原理、发展历程、研究现状和技术难点,重点阐述了锂硫二次电池正极、负极、功能电解质、改性隔膜及功能夹层等关键材料的研究进展,论述了材料创新研究工作中所应用的理论计算方法与表征技术,并对锂硫二次电池的工程化应用提出了展望。

  电动汽车动力电池系统安全分析与设计

  

  王芳 夏军 等 著

  《电动汽车动力电池系统安全分析与设计》意在通过对电动汽车核心零部件——动力电池系统(Pack)进行系统化的安全分析,提出一些合理的安全设计方法,从而推动我国新能源汽车安全性能的提升,切实保障乘客、社会公众的人身和财产安全。本书共分为十章,分别论述了电动汽车发展现状、动力电池系统技术、企业内部的安全文化和流程、动力电池系统安全分析、电气安全设计、机械安全设计、功能安全设计、化学安全设计、产品安全验证,以及与动力电池相关的和国际标准。

  电动汽车动力电池系统设计与制造技术

  

  王芳 夏军 等 著

  电动汽车动力电池系统设计与制造技术内容立足于我国电动汽车产业的实际情况,从多个角度对动力电池系统的设计与制造进行了系统化的梳理和论述,可以用于指导企事业单位的方案论证、产品开发、技术研究、生产制造和售后服务等工作。全书共8章,包括动力电池系统技术发展综述、总体方案设计(系统设计)、结构与电连接设计、电池管理系统(BMS)设计、热管理设计、结构仿真分析、试验验证,以及生产制造技术,可以为读者提供丰富的工程实践参考。

  电动汽车及关键部件测评与开发技术

  

  周志新 周华 王芳 著

  电动汽车及关键部件测评与开发技术内容根据多年从事电动汽车及关键部件测评与开发工作的经验积累,结合具体实例从整车关键性能、关键零部件、应用等多个角度进行了系统的梳理和论述,能够为电动汽车领域相关企事业单位开展方案论证、产品开发、技术研究和生产制造等提供参考。本书共七章,分别论述了电动汽车及关键部件测评技术发展现状、电动汽车整车安全性/节能/环境适用性/应用测评技术、电动汽车关键部件测评技术、燃料电池汽车及关键部件测评技术,可为新能源汽车行业从业人员提供丰富的工程实践参考。

  本期编辑丨王芳

  

  科学出版社

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