鋰電池職業正在對研制和新出產設施進行大規劃出資,這與電動轎車(EV)的開發直接有關,由此致使了電池首要化學成分的改變。混合動力電動轎車(HEV)一般選用NiMH電池,而插電式混合動力電動轎車(PHEV)和純電動轎車(BEV)選用鋰離子電池,由于這類電池具有較高的能量密度及別的優秀的性質。
一旦PHEV和EV進入群眾商場,將對電池收回職業產生無窮的影響。電池收回公司正在出資建造更大規劃的收回設施,以便對從這些車輛中收回的鋰離子電池進行處理,然后為滿足將來需求做準備。當電池功能下降到車輛的容許運用水平以下時,電池也許依然適合在電力貯存范疇二次運用。
終究,電池功能缺乏時,需求對其進行處置。對電池進行收回一方面是為了維護環境,另一方面是由于其間富含寶貴的可收回資料。電池收回的經濟誘因是電池陰極所選用鋰金屬氧化物的價值:鈷、鎳、錳及其組合,還也許富含磷和鐵。銅、鋁和鋼也是單元電池構造的成分。電池屬性隨陰極資料而變,并且選用了多種不一樣的化學成分。
鋰離子電池中重要的陰極資料是鎳錳鈷(NMC)和鎳鈷鋁(NCA),其間鎳化學物質的含量為33%~80%。NMC在多種設備和電動轎車中運用。NCA在特斯拉轎車的18650塊松下單元電池中運用,在別的電動轎車中還與鋰錳氧化物(LMO)混合運用。別的首要的陰極資料為LiCoO2、LiMn2O4和LiMPO4。但所收回單元電池資料的價值因陰極構成和收回技能而異。現在的大多數鋰離子電池都選用以氧化鈷為主的陰極,而元素鈷的收回推動了技能經濟研究。選用現在的辦法收回含鈷量較低的電池(例如為車輛開發的許多種電池)吸引力不大,但正在開發全新收回技能來收回陰極活性資料(包含其間所含的鋰),這些資料能夠在電池中重復運用,并且價值比其構成元素高得多,但有必要確保收回資料的質量。
在技能進步的同時,電池職業的監管環境也在不斷改變和收緊。歐盟電池指令現在處于審查時期,其間規則電池有必要進行收回。我國公布的法規規則轎車 電池的收回責任由轎車出產商承當。現在,美國沒有關于電池收回的一致法規,而現行法規都是由州一級擬定的。估量世界各國將擬定更多有關法規。
由于搜集體系面對的難題,估量現在只要10%左右的舊鋰離子電池進入搜集體系并終究被收回,而這些電池大多來自各種便攜式電子產品。
現在搜集并收回的別的電池首要是NiMH電池,包含來自HEV的電池,其間富含23%鎳、4%鈷、7%稀土金屬、36%鋼、18%塑料、9%電解質、2%別的金屬和1%聚四氟乙烯(PTFE)。豐田普銳斯是全球銷量遙遙搶先的HEV,豐田也致力于選用NiMH電池,由于它被視為一種老練而可靠的電池技能。考慮到曩昔五年內HEV的年銷量為150萬~180萬輛而電池運用壽數為10年,需求收回的NiMH轎車電池數量仍在不斷增長。
全球PHEV銷量到達25萬輛,其間,我國名列前茅(份額為29%),這是由于公布了強有力的鼓勵方針。鼓勵方針也使我國變成電動轎車的搶先商場。2016年,全球電動轎車銷量約為50萬輛,其間我國占全球55%的商場份額。業界估量將來五年的銷量將持續攀升,這意味著電池收回公司將在將來幾十年內處理不斷增加的鋰離子電池。
鎳和鋼在電池中的協同效益
鎳在現在商場上的許多電池體系中表現著重要效果,為咱們的日子提供便當,并且讓咱們不再為尋找電源插座而煩惱。
但不管電池的化學成分怎樣,鎳在電池出產中還表現著一種鮮為人知但十分重要的效果——與鋼結合在圓柱形電池殼和維護蓋中運用。這種鍍鎳鋼構造確保了電池電能在需求時能高效地轉移到設備中。
圓柱形電池殼強有力地確保了電池的完整性。鋼的強度能夠習慣充電(放電)時期的體積膨脹和縮短,而圓柱形鍍鎳鋼電池殼在一次性和可充電電池體系中使用廣泛。
在鋼帶的頂面和底面電鍍幾微米的鎳能夠構成較低的觸摸電阻。塔塔鋼鐵電鍍公司通過最領先的鍍鎳出產線完善了該項技能。電鍍后對線圈進行熱處理。這種處理減小了觸摸電阻,增強了后續高速制殼工序的附著力。除電氣特性外,鎳還能對電池內部的腐蝕性堿液進行杰出的腐蝕防護,然后按捺了讓構造在壽數內接受無窮壓力的析氣現象。
出產電池殼時,廠家選用高速精密沖壓機通過多個拉伸技能改變鋼帶的形狀。然后,制成的電池殼被運送至全球各地的電池出產商。
除深度拉伸和電池功能中的優秀特性外,鎳還在電池安裝中表現了重要效果,由于它表現出優秀的焊接特性。
“盡管大家對電池習以為常,但不管怎樣強調鎳和鍍鎳鋼在各類電池體系功能和可靠性中表現的效果也不為過。”塔塔鋼鐵電鍍公司商業創新主任Marcel Onink博士說道,“現在,用于堿性電池的數量最大。但將來跟著電動轎車的強勁增長,估量這個成功的組合仍將持續發光發熱。不管電池的終究化學成分是什么,其包裝都極有也許選用鍍鎳鋼這個通過驗證的概念。”