Қалдық литий-иондық батареяларды қалпына келтірудің патенттік схемасы бойынша зерттеулердің статус-квосын түсіндіріңіз

Аўтар: Iflowpower - Cyflenwr Gorsaf Bŵer Cludadwy

Жаһандық ресурстардың жетіспеуімен және қоршаған ортаны қорғаудың шұғыл қажеттілігімен ресурстарды тұтынуды азайту және қоршаған ортаның ластануын азайту үшін жаңа энергетика біртіндеп кең ауқымды консенсусқа айналды. Жаңа энергетикалық индустрияның үздіксіз дамуымен литий-иондық аккумулятордың мөлшері артып келеді және менің елім қазірдің өзінде әлемдегі аккумулятор өндірісі мен тұтынуы болып табылады. 2013 жылы ұлттық деңгейде жаңа энергетикалық автокөлік субсидияларын сатып алу үшін 2013-2015 енгізілді стандартты байланысты саясаттар, жаңа энергетикалық көліктер қарқынды дамып келеді; 2015 ж., ұлттық субсидиялау саясаты әсер етті, жаңа энергетикалық автомобиль өндірісі мен сатылымының өсуі.

Менің елімнің жаңа энергетикалық автокөлік нарығында жарылғыш заттың өсуімен, жаңа энергетикалық автокөлік жүрегінің күші де үлкен қайықпен тең. Жаңа энергетикалық көлік құралының қуатты литий батареясымен, 5-10 жыл пайдалану, қуатты литий батареясын қайта өңдеу нарығының бірінші партиясы 2018 жылы пайда бола бастайды. Литий-ионды батареялардың көп саны жойылады және қайта өңдеу жұмыстары өте қажет.

Динамикалық литий аккумуляторын қайта өңдеуді ынталандыру үшін, көліктің жаңа энергия қуатын сақтау батареяларын қайта өңдеуді басқаруды күшейту, саланың дамуын стандарттау үшін 2018 жылғы 26 ақпанда Индустрия және ақпараттық технологиялар министрлігінің жетінші тарапының хабарламасы, Ғылым және технология министрлігі, Қоршаған ортаны қорғау министрлігі, Коммуникация және сауда министрлігі, Сапа министрлігі, Индустрия және ақпараттық технологиялар министрлігінің хабарламасы. Карантин және Энергетикалық Басқармасы Жаңа Энергия Автомобиль Қуат Аккумуляторын Қайта өңдеуді Басқару Уақытша шаралары. Қалдық литий-ионды динамикалық литий батареяларын қайта өңдеу менің елімнің айналмалы экономикасының дамуына ықпал етіп қана қоймай, сонымен қатар менің елімде экологиялық өркениет құрылысының маңызды мәні бар. Қазіргі уақытта литий-ионды қуатты литий батареясын қайта өңдеу және қайта пайдалану мәселесі бүкіл саланың алаңдаушылығына айналды.

Қалдық литий-ионды батареяны қалпына келтіру қысқаша литий-ионды батарея оң электродты, теріс электродты, диафрагманы, электролит пен батарея корпусын және т.б., литий-ионды қуатты литий батареяларының қалдықтарындағы ластаушы заттардың көптеген түрлерін қамтиды. Құрамында ластаушы заттардың құрамында ауыр металл қосылыстары, литий гексафторофосфаты (LiPF6), бензол, күрделі эфир қосылыстары және т.б.

(1-суретті қараңыз), микробтардың ыдырауымен ыдырауы қиын. Батареялардағы электродтық материалдар сияқты материалдар қоршаған ортаға түскеннен кейін ауыр металл иондары, органикалық заттар, көміртегі шаңы, фторид және т.б. қоршаған ортаның қатты ластануына әкеледі.

Олардың ішінде оң материал ауыр металдардың ластануын, су мен топырақты ластауы мүмкін; теріс электрод материалдары шаңның ластануын тудыруы мүмкін; электролит фтор сұйықтығы мен органикалық ластануды тудырады; диафрагма материалы ақ ластануды тудыруы мүмкін. Сонымен қатар мыс, никель, кобальт, марганец, литий және т.б. өмірге қабілетті металдар да ресурстардың ысырап болуына себеп болады.

在废旧锂离子电池回收的过程中，首先要对废旧锂离子电池的部件进行分解，然后对各部件分别进行回收利用（Алдағы процестер мен технологияларды шолу clingoflithium-secondarybatteries，JinqiuXuaetal.，JournalofPowerSources，第177卷，2008年0一月十Four күндер, 512–527 бет). Қайта өңделген литий-иондық аккумулятордың қалдықтары қайта өңделген металды және қалпына келтірілген литий-ионды батарея материалдарын қамтиды.

Ағымдағы қайта өңдеудің назары - оң материал жоғары, бағасы жоғары және экономикалық құндылығы үлкен. Дегенмен, аккумулятордағы басқа компоненттерді қалпына келтіру азырақ, мысалы, диафрагма, электролит, теріс электродтың белсенді материалы. Олардың ішінде металды қалпына келтіру сатысы литий-ионды батареяны алдын ала өңдеуді, қайталама өңдеуді, терең өңдеуді және бөлуді тазартуды қамтиды.

Регенерацияланған литий-ионды батареяны дайындау қадамы литий-ионды батареяны алдын ала өңдеуді және литий-иондық батарея материалына пісірілген литий көзін, темір көзін және т.б. толықтыру арқылы қайталама өңдеуді қамтиды. Алдын ала өңдеу қадамы терең разряд процестерін, сынған, физикалық сұрыптауды қамтуы маңызды, батареядағы электродтық материалдың алдында орындалатын жұмыстардың сериясын білдіреді, оның ішінде қалдық электр қуатын босату, қалдықтарды өшіру, орауыштарды алу, механикалық бөлшектеу Аккумулятордың сыртқы корпусын және аккумуляторды ұнтақтауды және т.б.

Диафрагма, электролит және корпусты физикалық сұрыптау арқылы қалпына келтіруге болады, ал оң және теріс электрлік электролиз ұсақтау процесінде алынады, механикалық физикалық қолданудың арқасында ішінара теріс электрод материалы субстраттан ажыратылады, бірақ материалдардың көпшілігі де субстратқа бекітіледі. Сондықтан, сынған аккумулятордың қалдықтарына қайталама өңдеуді орындау қажет. Екіншілік өңдеудің мақсаты оң және теріс белсенді материалдар мен субстраттардың толық бөлінуіне қол жеткізу болып табылады.

Теріс электродты байланыстырғыш әдетте суда еритін байланыстырғышты пайдаланатындықтан, теріс электродтың белсенді материалы мен мыс фольга арасындағы байланыстыру әлсіз, ал теріс электрод қалдықтары сулы ерітіндіге орналастырылады және күшті араластыру екеуінің де толық бөлінуіне қол жеткізе алады. Түйінді байланыстырушы PVDF және N-метилпирролидонның (NMP) аралас ерітіндісі болып табылады. Еріткіш NMP мөлшеріне байланысты, осылайша оң электрод материалы мен алюминий фольгасының күшті байланыстыруын тудырады, бөлу қиын.

Сондықтан, қайталама өңдеу кезінде оң электрод материалына және алюминий фольгасына, қайталама өңдеуден кейін алынған батарея қалдықтарына және сүзгіден кейін алюминий фольга мен оң материалға қол жеткізу маңызды. Алюминий фольганы балқытуды қалпына келтіру үшін тікелей пайдаланылуы мүмкін, ал оң электрод материалы металдың бағасын қалпына келтіру болып табылады. Терең өңдеудің мақсаты ауыр металл иондарын қалпына келтіру (CO2 +, Li +, Ni2 +, Mn2 +, Cu2 +, Al3 +) т.б.

Терең өңдеу қадамдары Маңыздыларға сілтілеу және бөлу таза екі процесс кіреді. Шаймалау процесі маңызды қышқылға батыру және микробты шаймалау болып табылады. Бөлу және тазарту процесі маңызды, ал экстракция әдісі мен электрохимиялық әдіс қолданылады.

Vientiane Cloud Operation Platform негізінде, бұл қағаз үйде және шетелде литий-ионды аккумуляторлардың таралуын талдайды, бұл төмен футболканың патенттік технологиясының иесі көшбасшыға және олар менің елімнің патенттелген технологиясының орналасуына не істейді деп үміттенеді. (1) Техникалық даму тенденциясы Отандық литий-ионды аккумуляторды қалпына келтіру патенттік технологиясы 1999 жылы басталады, 1999-2011 жылдар аралығында жыл сайынғы патенттік өтінім аз болды, айтарлықтай өсім жоқ, бұл оның әлі техникалық өну сатысында екенін көрсетеді, зерттеу маңызды және зерттеулер, техникалық өнім де нашар (2-суретті қараңыз). Литий-ионды батареяларды қалпына келтіру технологиясының дамуымен 2011 жылы патенттік өтінімдердің саны артты, әсіресе 2013 жылдан бастап жаңа энергетикалық саясаттар үшін энергияға қатысты жаңа саясаттар сериясын енгізумен үкімет литий-ионды батареяларды қолдауды бастады.

Компанияның инновациялық дамуы литий-ионды батареяларға қатысты зерттеулерге мүмкіндік берді. Литий-ионды аккумуляторлардың белсенді қызметімен литий-ионды батареяларды қалпына келтірудің техникалық өнімі де тез өсті, патенттік өтінімдер саны артты. Патенттелген деректердің артта қалуына байланысты 2016 және 2017 жыл тек анықтама үшін берілген.

Бірақ, негізінен, литий-иондық батареялармен қалпына келтірілген патенттік өтінімдердің көлемі үлкен өсім болып қала береді. 2-суреттен көрініп тұрғандай, литий-иондық аккумулятордың қалдықтарына арналған өтінім көлемі әлі пайда болған жоқ, бұл бұл далалық технологияның жаңа технология екенін және жоғары жылдамдықты тұрақты дамуда екенін көрсетеді. Шет елдерді шатастырып, литий-ионды батареяларды қалпына келтіру технологиясының дамуы ертерек болды, бірақ 2011 жылдан бері қосымшалар көбейді, бірақ оны қолдану менің елімнен әлдеқайда аз.

Бұл литий-ионды аккумуляторларды қалпына келтіруді зерттеу және дамыту шет елдерде кейінірек жүргізілсе де, біздің үкімет литий-ионды батареяларды зерттеу мен дамытуға мән беріп, ол үлкен шақыруды дамытуға белсенді түрде инвестицияланғанын көрсетеді. Отандық литий-ионды батареяны қалпына келтіруге арналған патенттік өтінім шетелге қарағанда айтарлықтай жоғары Технология өсіп келеді. (II) Отандық маңызды патенттік өтінім берушінің таралуы 3-сурет - менің елімдегі Қытайдың маңызды өтінім берушілеріндегі патенттік өтінімдердің саны.

Литий-ионды аккумуляторларды қайта өңдеу секторы алдыңғы қатарда алдыңғы қатарда Хэфэй Цюан Гаокэ қуат энергиясы, Бангпу циркулярлық технологиясы, Орталық Плаинс университеті, Greenmeal, Ұлттық электр желісі, Ланчжоу технологиялық институты, Тяньци литийі, Хэнань қалыпты университеті, Қытай авиациялық литий электрі, Тяньцзинь технологиялық институты, менің Qiii Engineering институты мен Shaiiing Engineering институты. BYD акциялары. Литий-ионды батареяларды қайта өңдеу саласында университеттер мен ғылыми-зерттеу институттары және компанияның ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық ынтасы мен ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық күші өте күшті және айқын нәтижелер бар. Сонымен қатар, Hefei Qixuan, ең жоғары патенттік өтінім қалдық литий-иондық батареяларды қайта өңдеу саласында ғана емес, сонымен қатар литий-ионды батареялардың басқа салаларында үлкен патенттік өтінімге ие және литий-ионды батарея технологиясын зерттеуден әлдеқайда алда.

(3) Отандық маңызды өтініш берушілердің қолдану үрдісінің талдауы маңызды өтініш берушілердің өтінім беру тенденцияларынан көрінді. 2011 жылы өтініш беру маңызды. 2011 жылдан кейін патенттік өтінімдердің өте аз саны бар, бұл жоғарыда аталған талдауға сәйкес келеді (4-суретті қараңыз).

Олардың ішінде Хэфэй Гуосюанның патенттік өтінімі көбірек шоғырланған, 2016 жылы ең шоғырланған, 2017 жылғы патенттік өтінімдердің кейбірі ашылмағандықтан, Хэфэй Гуосюанның 2017 жылы қолдану үрдісі уақытша нақты шешім қабылдауға қабілетсіз. Сонымен қатар, 2016 жылы жарылыс қаупі бар қосымшалардың пайда болуын ескерместен, осы саладағы қолдану жағдайы неғұрлым шашыраңқы сипаттамаларды көрсеткенін білуге ​​болады, бұл осы салада монополияға ие болмаған өтініш берушілерді де көрсетеді. Осы саладағы қолдану жағдайы анағұрлым шашыраңқы сипатқа ие болды, бұл салада монополияға ие болмаған үміткерлерді де көрсетеді.

(1) Қалдық литий-иондық батареяларды қайта өңдеу Қайта өңделген металл және регенерацияланған литий-ионды батарея материалдарын қайта өңдеу. 5-суреттен металдың қазіргі кездегі отандық алынуы оң электродтық материалға қарағанда жоғары екені белгілі. Бұл маңызды, өйткені оң электрод материалының регенерация әдісі күрделірек, техникалық қиындық жоғары және энергия шығыны жоғары.

(2) 6-суреттегі әрбір техникалық салаға арналған қолдану, алдын ала өңдеу қалдық литий-иондық аккумуляторларды, сондай-ақ оң белсенді материалдарды, ұжымдық сұйықтықтарды, электролиттерді бөлшектеуді және диафрагманы немесе сол сияқтыларды бөлуді қоса алғанда, қалдық литий-ионды батареяларды алдын ала өңдеуді және қайталама өңдеуді қамтиды. Металдарға литий элементтерімен және басқа металл элементтерімен қалпына келтіру жатады. Теріс электрод графит сияқты теріс электродтық материалдарды қалпына келтіру әдістерін жөндеу үшін маңызды.

Электролит электролитке арналған қалпына келтіру аппараты арқылы электролит қосу және литий-иондық батареялардың қалдықтарын алдын ала өңдеу және қайталама өңдеу арқылы электролит алу үшін маңызды. Маңыздысы диафрагманы қалай тиімді қалпына келтіруді қамтиды. Регенерация регенерациясы - оң материалды қалпына келтіру.

6-суреттен көрініп тұрғандай, қазіргі уақытта литий-ионды батареялардың қалдықтарын қайта өңдеудің алдын ала өңдеуде және қайталама өңдеуде маңызды концентрациясы бар, әсіресе литий-ионды батареялардың қалдықтарын бөлшектеуге қалай қол жеткізуге болады және оң және теріс белсенді материалдарды тиімді бөлуге қалай қол жеткізуге болады. Сұйықтық, электролит және диафрагма. Металды қалпына келтіруге және оң регенерацияға патенттік өтінімдер көп емес.

Қалдық литий-иондық аккумуляторлардың ең құнды және техникалық қиындықтары металдарды қалпына келтіру және оң материалды қалпына келтіру болып табылады және бұл аспект бойынша зерттеулер салыстырмалы түрде аз, бұл отандық зерттеулер әлі де зерттеудің бастапқы кезеңінде екенін көрсетеді. Олардың ішінде, литий-ионды батарея қалдықтарының техникалық қиындықтарында, Грин Мэй, Ланчжоу технологиялық университеті және Хэнань қалыпты университеті ең үлкен қолданбаға ие, әсіресе Ланчжоу технологиялық университеті мен Хэнань қалыпты университеті және оның зерттеулері регенерацияда маңызды. Бұл литий-иондық аккумуляторлардың қалдықтарын қайта өңдеудің жоғары қиындығына байланысты оның маңызды ғылыми-зерттеу жұмыстары әлі де колледждер мен университеттерде шоғырланғанын көрсетеді.

Hefei Guoxuan салыстырмалы түрде үлкен болғанымен, литий-ионды батареялардың қалдықтарын алдын ала өңдеу, қайталама өңдеу және металды қалпына келтіру бойынша зерттеулердің аз болуы маңызды. Қалған литий-иондық батареяларды қайта өңдеуге және қайта өңдеуге патенттік өтінімдер басқа өтініш берушілер болып табылады. 7-суреттен көріп отырғанымыздай, тұрмыстық қалдықтарды литий-иондық аккумуляторларды зерттеу және әзірлеу қазіргі уақытта өте күрделі алдын ала өңдеу мен қайталама өңдеуге шоғырланған.