Power lithium-ion battery recycled hard core technology!

Авторы: Iflowpower –Портативті электр станциясының жеткізушісі

Қуатты литий-ионды аккумуляторды қалпына келтіру себебі, ол екі бөліктен тығыз қозғалады: Біріншіден, қоршаған ортаны қорғау, екіншісі - экономикалық. Батареяда экологияға тигізетін әсерінен бас тартатын әртүрлі зиянды заттар бар. Жұмыстан шығарылған батареялардың үлкен саны қоршаған ортаға, әсіресе ауыр металдарға, электролиттерге, еріткіштерге және динамикалық литий-ионды аккумулятордағы әртүрлі органикалық контрасттарға қауіп төндіреді.

Егер олар дұрыс жойылмаса, ол топыраққа, суға және т.б. үлкен зиян келтіреді. Жөндеу процесі ұзақ, құны жоғары, сондықтан қайта өңдеуге сұраныс жоғары. Әдетте литий-ионды аккумулятордың құрамындағы заттар Америка Құрама Штаттарының зиянды заттар тізімі деректерінің 2011 жылғы нұсқасына негізделген, Ni, CO және фоспластивхеттер қауіпті заттар болып саналады.

Қалдық ерітіндісі (оның ішінде полигон, өртеу, компосттау және т.б.) алынса, кобальт, никель, литий, марганец және басқа металдар мен бейорганикалық, органикалық қосылыстар атмосфераны, суды және топырақты қатты ластайды. Қалдық литий-иондық батареялардағы материал экологияға түссе, ол ауыр металл никельімен, кобальтпен (соның ішінде мышьякпен), фтор сұйықтығымен, органикалық ластанумен, шаңмен және қышқылдық негізде ластануды тудыруы мүмкін.

Қалдық литий-иондық аккумуляторлардың электролиттері және олардың LiPF6, LiASF6, LiCF3SO3, HF, P2O5 және т.б. түрлендіру өнімдері, еріткіштер және оларды талдау және гидролизат, мысалы, DME, метанол, құмырсқа қышқылы және т.б., улы және зиянды материалдар, жарақатқа, тіпті өлімге әкелуі мүмкін.

Аккумуляторлық материалдарды қалпына келтірудің экономикалық құндылығы материалды қалпына келтіру құндылығы мен энергетикалық құндылықты қайта қазу болып табылады. Бұл үш аспектіні қамтиды: 1, жоғары санатты электр құрылғыларында жұмыстан шыққаннан кейін, әлі де кейбір төмен сапалы электр құрылғыларының қажеттіліктерін қанағаттандыра алады, әдетте электр ойыншықтары, энергия сақтау орындары және т.б., қайта өңдеуден кейін, баспалдақтарды пайдалану Батареяның құндылығы, әсіресе динамикалық литий-ионды батареяларды өшіру үшін; 2, тіпті егер электрлік қасиеттер тереңірек қолдануға жауап берсе де, салыстырмалы сирек металдар, мысалы, Li, CO, Cu және т.б.

, әлі де қалпына келеді; 3, бөлікке байланысты металды қалпына келтірудің экономикалық мәніне әкелетін Al, Ni, Fe сияқты металды азайту энергия тұтынуы мен металды қалпына келтіру энергиясында үлкен айырмашылық бар. Литий-ионды батареялардың әртүрлі түрлері әртүрлі металдар мен пропорцияларды қамтиды, 1 тонна дәстүрлі тұтыну негізіндегі кобальтты қамтитын иондық аккумуляторлар шамамен 170 кг кобальт металына сәйкес келеді және мыс, алюминий, литий тұрғысынан негізінен ұқсас. Сондықтан литий-кобальт-литий-ионды батареяның жалпы қалпына келтіру мәні литий-фосфат-ионды батареялар және үштік литий-ионды батареялар сияқты қалған санаттарға қарағанда үлкенірек болады.

Батарея қуат литий-ионды батарея құнының 36%-дан астамын құрайды. Аккумулятор ұяшығында никель-кобальт марганецке бай оң электрод материалының құны 45% құрайды. Қазіргі уақытта ресурстарды қайта өңдеу процесі шешуге дейінгі және кейінгі шешудің екі кезеңін қамтиды.

Тұзды ерітіндідегі литий-ионды аккумулятордың қалдықтарын разрядтау үшін аккумулятордың сыртқы қаптамасын алыңыз, батареяны алу үшін металл болат қабығын алыңыз. Батарея теріс электродтан, оң электродтан, диафрагмадан және электролиттен тұрады. Теріс электрод мыс фольганың бетіне жабысады, оң электрод алюминий фольгасының бетіне бекітіледі, диафрагма органикалық полимер; электролит оң, теріс электродтың бетіне LiPF6 органкарбонат ерітіндісіне бекітіледі.

Кейінгі шешім бөлшектеу, аккумуляторлық материалды қайта құру немесе жөндеу жұмыстарын жүргізгеннен кейін қалдықтардың әртүрлі түрлеріндегі жоғары құнды компоненттер үшін қайта өңделеді, техникалық шараларды үш санатқа бөлуге болады: құрғақ қайта өңдеу технологиясы, ылғалды қалпына келтіру технологиясы және биологиялық қалпына келтіру технологиясы. Құрғақ қайта өңдеу технологиясы ерітінді сияқты ерітіндіні өткізбейтін ортаны және батарея материалдарының немесе өміршең металдардың әртүрлі түрлеріне қалпына келмейтін техникалық тәсілді білдіреді. Оған механикалық бөлуді және жоғары температуралы жылу ерітіндісін қосу қажет.

Құрғақ термиялық жөндеу технологиясы құрғақ қалпына келтіру арқылы алынған шикі өнімдерді жоғары температурада және термиялық жөндеуді жүзеге асыра алады, бірақ шығыс, теріс электрод материалы белгілі бір қоспаны қамтиды және өнімділік жаңа энергетикалық көлік құралының литий-ионды батареяларының талаптарына жауап бере алмайды, негізінен энергия үшін сақтау немесе шағын Қуатты литий-иондық батарея және литий темір-иондық батареяға жарамды басқа көріністер. Өрт сөндіру әдісі немесе құрғақ металлургия деп те белгілі, жоғары температурада жағу арқылы электрод материалындағы органикалық байланыстырғыш болып табылады, ал металл және оның қосылысы конденсация кезінде төмен қайнайтын ортаны қалпына келтіру үшін тотығу-тотықсыздану реакциясы болып табылады. Оның қосындысы, шлактағы металды қалпына келтіру, пиролиз, магниттік балама немесе химиялық әдістер және т.б.

Өрт металлургиясы күрделірек батареяларды ауқымды шешуге жарамды шикізаттың жоғары құрамдас бөліктерін қажет етпейді, бірақ жану кезінде пайдаланылған газдарды ластайтын орта болуы керек, сонымен қатар жоғары температуралық ерітінділер де жоғары, сонымен қатар жаңа тазартқыш қайта өңдеу жабдықтары Күте тұрыңыз, ерітінді жоғарырақ. . Ылғалды қалпына келтіру әдістері метастаз болып табылады және металл иондарын электрод материалдарынан сілтісіздендіру ортасына, содан кейін ион алмасу, тұндыру, адсорбция және т.б. арқылы беру. Ерітіндідегі экстракция, ылғалды металлургия, химиялық экстракция және т.б. ион алмасу.

Ылғалды қалпына келтіру технологиясы күрделірек болды, бірақ технология литий, кобальт, никель және алынған металл тұзы, оксид және басқа өнімдерді қалпына келтірудің жоғары жылдамдығына ие, жоғары тазалық литий-иондық аккумулятор материалын өңдеу қуатына қол жеткізе алады. Үштік батареялар үшін жарамды сапа талаптары сонымен қатар отандық және шетелдегі жетекші қайта өңдеу компаниялары үшін қажетті қайта өңдеу тәсілі болып табылады. Биологиялық қалпына келтіру әдістері микробты шаймалау, жүйенің пайдалы компоненттерін еритін қосылысқа айналдыру және таңдаулы түрде еріту, мақсатты құрамдас бөлікке қол жеткізу және қоспа компоненттерін бөлу, сайып келгенде литий, кобальт, никель және т.б.

Қазіргі уақытта биологиялық қалпына келтіру технологиясы әлі жетілмеген, мысалы, жоғары өнімді штаммдарды өсіру, культуралық цикл тым ұзақ, шаймалау жағдайларын бақылау әлі де өңделуде. Ағымдағы қалпына келтіру тиімділігі, сондай-ақ салыстырмалы түрде жетілген ылғалды қайта өңдеу процесі мамандандыру шешімінің негізгі технологиялық бағытына айналады; Greenmei, Bangu Group және басқа да халықаралық жетекші компаниялар, халықаралық жетекші компаниялардың көпшілігі, олардың көпшілігі ылғалды технологияны пайдаланады. Маршрут литий, кобальт, никель сияқты өміршең металл ресурстарын қайта өңдеудің қатаң әдісі ретінде.

Ылғал техникалар металды қалпына келтіру бағасынан кейін катодты материалмен қайта өндіріледі және қуаттылықтың негізгі өнімділік индексі құрғақ технологияны жөндеуден кейін алынған оң электродтық материалдан жақсырақ. Үш юаньдік аккумулятор үшін, литий темір фосфатымен салыстырғанда, оның батареясының қызмет ету мерзімі қысқа, ал үштік материал батареясының 80% циклінің қызмет ету мерзімі тек 800-2000 рет және қауіпсіздіктің белгілі бір қаупі бар. Ол энергияны сақтайтын электр станцияларына жарамайды.

Байланыс базалық станциясының резервтік электрмен жабдықтауы және т.б. пайдалану қоршаған ортаны кешенді баспалдақпен пайдалану. Алайда, үш өлшемді литий-ионды аккумулятор никель-кобальт марганец сияқты сирек металл болғандықтан, литий, кобальт, никель, марганец, мыс, алюминий, графит, диафрагма және басқа да материалдарды өндіруге болатын материал. ынталандыру.

Экономикалық мақсатқа сай экономикалық табыс. Мысал ретінде үш юань 523 батареяны алайық, бір тонна кобальттағы үш долларлық ұяшықты никель, кобальт, марганец және литий мөлшері және нарықтағы никель, кобальт және марганецтің біркелкі қалпына келу жылдамдығы 95% -дан астамға жетуі мүмкін. Литийді алу шамамен 70% құрайды, металл литий, кобальт, электролит никель және электролиттік марганец нарықтағы бағасы 900 000 юань/тонна, 600 000 юань/тонна, 100 000 юань/тонна және 12 000 юань/тонна.

Динамикалық литий-иондық батарея металл сульфаты, кобальт сульфаты, марганец сульфаты және т.б. қалпына келтіру. Мысал ретінде никель сульфатын өңдеуді алсақ, никельдің құнын шешу құны 40 000 юаньнан аз, қалдық қуат литий-иондық аккумулятор арқылы, ал никель кенішін басқару құны 60 000 юаньнан асады. Ресурстарды қалпына келтіру арқылы металл шикізатын алу құны пайдалы қазбаларды игеру құнынан төмен, ал үштік батареялардың ресурстарын қалпына келтіру өзіндік құнның мәніне ие.

Үш юаньдық аккумуляторды қайта өңдейтін компания бағалы металды бөлшектегеннен кейін сульфатпен қайта сататынын ескерсек, сату бағасы таза металл пішінінің нарықтық бағасынан төмен болуы керек, сондықтан оны 70% мөлшерлемемен сату болжанады, содан кейін үштік батарея. Бөлшектеуден түскен табыс 34 000 юань/тоннаны құрайды, сондықтан 2023 жылы тек үш юаньдық батареяның ауқымы 5,41 миллиард юаньға жетеді деп күтілуде. Шығын алымдарына келетін болсақ, үш юандық батареяны қайта өңдеу құны өңдеу шығындарына, әртүрлі алымдар мен салықтарға негізделген.

Олардың ішінде өңдеуге кететін шығындардың конституциясы мыналар болып табылады: материалды құны (батарея қалдығы, сұйық азот, су, қышқылдық негіз реагент, экстрагент, тұнба және т.б.); отын мен қуат құны (электр энергиясы, табиғи газ, бензинді тұтыну және т.б.) 650 юань/тонна; қоршаған ортаны басқару құны (шығарылған газ, ағынды суларды тазарту, қалдық қалдықтары, күл ерітіндісі) 550 юань/тонна; жабдық құны (жабдықты ұстау төлемі, амортизациялық төлем) 500 юань/тонна; еңбек құны (пайдалану, технология, көлік персоналы және басқа жалақы) 400 юань/тонна.

Басқару шығындарын және сату персоналын бөлу, орау және т.б. Содан кейін үш юаньдық батареяны бұзу құны 26 500 юань / тоннаны құрайды. Жоғарыда келтірілген табысқа сәйкес, шешімнің есінде пайда 7500 юань/тонна, ал таза пайда кеңістігі 2023 жылы 1 миллиард юаньнан асады.

Шикізатты қалпына келтіру арқылы никель-кобальт марганец сияқты металл элементтері 95% -дан астам қалпына келтіруге қол жеткізе алады, бұл маңызды. Ресурстарды қалпына келтіру арқылы никель, кобальт, марганец және литий тұзын өңдеуге болады, одан әрі үш өлшемді оң электрод материалы мен прекурсорды шығаруға болады, ал қалам литий-иондық аккумулятор жасушаларын өндіруге арналған және маңызды мәні бар тұйықталған тізбекті құру. Литий-фосфатты иондық батарея: Баспалдақ 10 миллиард нарықтың үлкен әлеуетін пайдаланады.

Литий-фосфатты иондық аккумулятор үшін ең көп ылғалдандырылған фосфат-ионды батареяның ағымдағы пайдалануы 8500 юань / тоннаны құрайды. Айналасында асыл металды қалпына келтіру материалының кірісі шамамен 8100 юаньды құрайды, сондықтан бұзу шығыны шамамен 400 юань/тоннаны құрайды. Сондықтан литий темір фосфатты иондық батареяларды қалпына келтіру бөлшектеу арқылы емес.

Баспалдақ энергия сақтау жүйесінің құрылыс құнын төмендете отырып, айналмалы экономиканы барынша арттыру үшін қалдық құнды пайдаланады. Баспалдақтарды пайдаланудың циклдік жүйесі жұмыстан шығарылған динамикалық литий-ионды аккумуляторды анықтау, скрининг, қайта ұйымдастыру және т.

, батарея өнімділігі төменірек санатты қажет етеді. Қазіргі уақытта баспалдақтың қатаң санаты әлі де энергияны сақтауда және шыңында. Баспалдақтың ағынының жылдамдығы - бірінші кезекте жұмыстан шығарылған динамикалық литий-иондық батареяларды скринингтен өткізу.

2014 жылдан кейін жеткізілетін қуатты литий-иондық батареялар 60% -70% құрайды деп күтілуде. Содан кейін ол топтарда қолданылады және әр электрлік көліктен бөлек блок ретінде шығарылатын қуатты литий-иондық аккумуляторлар жинағы, орташа аз қуатты энергияны сақтау инверторы бар, негізгі энергия сақтау блогын құрайтын, көбірек. энергия үлкен энергия сақтау жүйесін құру үшін біріктірілген. Үшіншісі - зарядтау мен разрядты басқару.

Қазіргі «Peak Fill» жобасы мысал ретінде менің елім Tower негізінде жасалған. Бұл шамамен 8800 кВт, темір мұнараның резервтік қуат көзі және т.б., ал шыңы толтырылған Valley станциясы шамамен 8800 кВт сағатты құрайды (қазіргі уақытта қызмет ету мерзімі қысқа, энергия тығыздығы төмен, «Төмен бағамен, қоршаған ортаны қорғау, тиімділік және басқа талаптармен) , қорғасын-қышқылды аккумуляторды ауыстыру қуатқа негізделген сұраныс алшақтығы болады.

Қазіргі уақытта баспалдақты пайдалану технологиясы негізінен PACK (батарея жинағы, яғни көп сатылы параллель батареяны құрайды + BMS (батареяны басқару жүйесі)) неғұрлым негізгі таңдау болып табылады. PACK процесі үш бөлікке бөлінеді: өндіру, құрастыру және Оның өзегі механикалық құрылым арқылы бірнеше жалғыз ұяшықтарды біріктіріп, аккумулятор жинағын құру болып табылады.

Егжей-тегжейлі жұмыс кезінде механикалық беріктік мәселесіне байланысты, бүкіл аккумулятор жинағының жүйе сәйкестігі, жылуды басқаруды, ағымдағы бақылауды және сынауды, модульді құрастыруды жобалауды және компьютерді виртуалды әзірлеуді және т.б., баспалдақты пайдалану болып табылады. процесс. Жоғары шек.

BMS аккумуляторлық басқару жүйесінің маңызды функциясы әр аккумулятор блогын интеллектуалды басқару және техникалық қызмет көрсету болып табылады, ал ескерту батареясында шамадан тыс зарядтау және шамадан тыс зарядсыздандыру бар және батареяны нақты уақыт режимінде бақылайды, осылайша батареяның қызмет ету мерзімін пайдалануға қызмет етеді. BMS басқару жүйелерінің, басқару, дисплей, байланыс және ақпаратты алу модульдерінің жиынтығы болып табылады. Ол бүкіл көлікті, аккумуляторды және бүкіл аккумулятор жүйесін қосу үшін сілтемені ойнады.

Аккумулятор өндірушілері үшін BMS өндірушілердің негізгі техникалық бәсекеге қабілеттілігін көрсетеді, ал BMS пайдалану көлемін, қызмет ету мерзімін және батареяны қайта пайдаланудың жалпы құнын анықтайды. Тар баспалдақ тек аккумуляторды қайта құрылымдау деп аталады, ал ағымдағы фосфатты иондық батареяның баспалдақтары қалыптасты және коннотация толық циклге айналды, қолда бар ресурсты пайдалану көп деңгейлі: көлік құралы кезде. енеді Сынық кезеңінен кейін (жалпы автомобильдің қызмет ету мерзімі аккумулятордан ұзағырақ), ол мыналарды бастан кешіреді: (1) Жоғары өнімді аккумуляторды скрининг: автомобиль компаниялары, автомобильдерді бөлшектеу зауыттары және бөлшектерді қайта өңдеу компаниялары сынықтардағы батареяда салыстырмалы түрде сәйкес келеді. , салыстырмалы түрде жақсы өнімділік Батарея сынау, топтау немесе басқа компанияларға аккумулятор пакетін беруді тапсыру, содан кейін менің елім Tower компаниясымен баспалдақ сату арқылы сүзіледі. (2) Бөлшектеу: күйі нашар, құнды пайдаланатын батарея жоқ және олардың көпшілігі үшінші тарап қайта өңдеу компанияларына қайтарылады, ал қайта өңдеу компаниясы бөлшектеу және қайта пайдалану үшін физикалық заңды немесе ылғалды әдісті пайдаланады, мыс, алюминий, шикізат диафрагма сығындысы параллельді сатылымдар, литий темір фосфат иондық батареясының оң материал ұнтағы, теріс материал ұнтағы жөндеу фазасына кіреді.

(3) Жөндеу: Жөндеудің мақсаты жоғары бағаға жету үшін литий темір фосфатының материал ұнтағын одан әрі тазарту болып табылады. Сонымен қатар, баспалдақтан кейін жұмыстан шыққан батарея бөлшектеу / жөндеу процесін алады және көп өлшемді қабатты жүзеге асырады. Бүкіл айналым процесінде жалпы қайта өңдеу компаниясының үш пайда нүктесі бар, яғни (1) бастапқы скрининг мәртебесін сату, тоқылған батареямен пайдаланылуы мүмкін; (2) демонтажды бөлшектегеннен кейін шикізатты сату; (3) жөнделген / теріс материалды сату.

Дегенмен, қазіргі баспалдақ технология мен коммерцияландырудың екі аспектісін пайдаланады. Техникалық тұрғыдан алғанда, литий-иондық аккумулятордың қуаттылығы нашар болғандықтан, қызмет ету мерзімі әртүрлі, BMS жүйесінің деректері аккумулятордың нақты жағдайынан алшақтайды, сондықтан қауіпсіз, өнім сапасы және т.б. Коммерциялық тұрғыдан алғанда, бір жағынан, өнім салыстырмалы түрде төмен болды, екінші жағынан, батарея үлгісі әртүрлі болғандықтан, топта болатын батареялардың саны көп болады, содан кейін скрининг, топтау және Өндіріс шығындары әлі де салыстырмалы түрде жоғары, тек бірнеше техникалық жетілген компаниялар экономикалық пайдаға қол жеткізе алады.

Осыған қарамастан, қазірдің өзінде бірқатар салалық крандармен және my country Tower және басқа да төменгі ағынды пайдаланушы компаниялармен стратегиялық ынтымақтастық туралы келісім бар. Динамикалық литий-иондық батареялардың әртүрлі стандарттарын үздіксіз енгізу арқылы батареяның консистенциясы айтарлықтай артады. Тығыз қарым-қатынас болашақта баспалдақты пайдаланады.

Экономикалық аспектілерден литий темір фосфатты иондық батареялардың баспалдағын өлшеу арқылы. Пайдалану үшін PACK + BMS технологиясын пайдалану пайдаланылды делік, PACK құны шамамен 0,3 юань/Вт, BMS құны 0.

1 юань/WH, қалдық фосфатты иондық аккумуляторды қалпына келтіру құны 0,05 юань/WH, литий-темір фосфат иондық батарея баспалдақтарын пайдалану құны Барлығы шамамен 0,45 юань/WH, трейдердің тежелуі 0.

6 юань / WH. Литий темір фосфатты иондық аккумулятордың энергия тығыздығы 110 Вт сағ / кг құрайды, ал қалпына келтірілген батареяның энергияның әлсіреуі 70% -ға дейін төмендейді, ал баспалдақтың қайтарылған кеңістігі 2023 жылы 5 миллиард юаньнан асады деп күтілуде. Бұл каскадты пайдалану немесе бөлшектеу болсын, біз жаңа көк теңізді көре аламыз.

Алдағы уақытта ол да біртіндеп ашылады, осы мүмкіндікті пайдаланған адамдардың табыстары көп болады.