鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當(dāng)對電池進(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?;氐秸龢O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。
國外在廢舊電池的回收利用方面起步較早。各國對不同的廢舊電池采取了不同的處理辦法,相關(guān)的***主要涉及鉛酸電池、鎘鎳電池和氧化電池等。
美國的廢舊電池回收體系較為完善,并有以火法冶金工藝為主的廢舊電池處理廠。日本從1993年開始有規(guī)模地回收廢舊電池,目前汽車用鉛酸電池已全部回收,其他二次電池的回收率接近90%。德國從1998年10月開始規(guī)定對廢舊電池進(jìn)行回收。
歐盟已于2007年5月2日通過一項(xiàng)指令,要求從2008年開始強(qiáng)制回收廢舊電池;從2009年開始,在歐盟境內(nèi)銷售的電池都要標(biāo)明使用壽命;2012年之前,歐盟境內(nèi)25%的廢舊電池必須回收,到2016年時(shí)為45%;另外,含量超過0????0005%、含鎘量超過0????002%的電池在歐盟境內(nèi)將被禁止銷售。
近年來,我國對廢舊電池回收也有一些規(guī)定及政策,如關(guān)于限制電池產(chǎn)品含量的規(guī)定。***環(huán)??偩钟?003年10月9日批準(zhǔn)發(fā)布了,廢電池污染防治技術(shù)政策,對廢舊電池污染控制的***作了明確的規(guī)定,***是含電池、鎘鎳電池和鉛酸電池;廢舊電池回收的***是鎘鎳電池、鋰離子電池、鉛酸電池和氧化銀電池等。目前不鼓勵(lì)集中回收已達(dá)到***含量要求的廢舊一次電池。
廢舊電池回收站點(diǎn)
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廢鎳氫電池
失效MH/Ni電池負(fù)極合金的收回
將失效負(fù)極粉選用化學(xué)處理的辦法,使用處理液對合金外表的浸蝕,損壞合金外表的氧化物,但又要使合金中未氧化的其它元素及導(dǎo)電劑遭到的浸蝕影響降至 小。選用0 5mol·L-1的,將失效合金粉在室溫下處理0.5h,再用蒸餾水洗刷、真空條件下枯燥。成果看出,AB5型儲(chǔ)氫合金的主體結(jié)構(gòu)沒有變,仍歸于CaCu5型六方結(jié)構(gòu),但負(fù)極粉中Al(OH)3和La(OH)3的雜相根本徹底消失,說明這些氧化物經(jīng)化學(xué)處理后,外表的氧化物簡直徹底被溶解掉。將化學(xué)處理后的失效負(fù)極粉與制造電池用的原合金粉以及未經(jīng)化學(xué)處理的失效合金粉,做充放電功能對比,通過化學(xué)處理的失效負(fù)極粉的放電比容量比未經(jīng)化學(xué)處理的失效負(fù)極粉高23mAh·g-1,說明通過化學(xué)處理今后,由于外表氧化物被大部分除掉,使失效負(fù)極粉中儲(chǔ)氫合金的有效成分增加。XPS測試成果表明,負(fù)極粉外表鎳原子的濃度由化學(xué)處理前的6.79%升高到9.30%,這說明通過化學(xué)處理今后,合金的外表形成了具有較高電催化活性的富鎳層,這不但提高了儲(chǔ)氫電極的電催化活性,而且也供給了氫原子的擴(kuò)散途徑,因而使電極的放電功能提高。但通過化學(xué)處理的失效負(fù)極粉與制造電池用的原合金粉比較較,放電比容量仍低90mAh·g-1,一方面可能是由于合金的氧化不只是是局限于外表,也可能會(huì)深化到合金的內(nèi)部,化學(xué)處理只是是將外表的氧化物除掉,顆粒內(nèi)部的深層氧化并沒有被徹底除掉;另一方面可能是由于合金的粉化使比外表積增大,一起使合金與O2反響以及受電解液的腐蝕更加簡單,兩方面原因共同作用導(dǎo)致合金的放電功能下降。所以,只是通過化學(xué)處理的辦法并不能使失效負(fù)極***功能,還需進(jìn)行熔煉處理。