新能源汽车动力电池能量管理和回收利用

热度:Loading...   日期:15-07-01, 09:50 AM   来源:   

新能源汽车动力电池能量管理

新能源汽车电池管理系统(battery management system),是用来连接电池和用户的枢纽,它的主要工作对象是动力电池。

动力电池的性能十分复杂,不同类型的动力电池,它们的电池特性也有很大的区别;同一类型、同一规格、同一型号电池间在电压、内阻、容量等参数存在差别,导致电池成组后使用性能指标往往达不到单体的原有水平,使用寿命大大缩短,使系统使用和维护成本增加。动力电池电能存储能力有限、循环次数有限、串并联使用电池效率有影响,使用安全性、电池电量估算困难等。电池管理系统(BMS)主要的设计目的就是为了能够提高电池的利用效率,防止电池出现过度充电和过度放电,延长电池的使用寿命,通过监控电池的状态以及电量估计算法来实现。

新能源汽车动力电池的回收利用

随着新能源汽车的产业化和规模化,作为最重要零部件之一的动力电池将在未来若干年逐渐进入批量报废阶段,由此带来的新能源汽车产业发展与环境、资源之间矛盾将越来越突出。当前我国尚未建立废旧动力电池收集、运输、存储、再生处理的循环利用体系,缺乏相关管理制度。动力电池是否能够有效回收利用将直接影响新能源汽车产业的可持续发展和国家节能减排战略的有效实施。

废旧铅酸蓄电池回收国际上先进的是湿法冶炼技术.湿法冶金技术也称为电解法,是借助电的作用,有选择地把电池碎片中铅化合物全部还原成金属铅,主要产生的污染物是不含铅的废水。该方法分离效果较好,是精炼铅的有效手段.电解法的化学原理是先将所有化合物中的铅都转化为二价铅,然后将二价铅通过电解转化成金属铅。铅的电解沉淀物不断从电极上落到传送带上被收集起来,碾压成纯度高的铅饼,然后送到炉中浇铸。整个精炼过程可以连续运转,从而便于大规模地回收废铅酸蓄电池中的金属铅等有用资源。

镍氢电池的回收技术主要是火法回收和湿法回收。通常是将正负极材料分离后,根据不同的正负极材料,采取湿法回收。此外,一些新的电池再生利用技术也逐步引起各国研究重视。合金再生技术就是一种新发展起来的利用废旧电池的活性物质直接再生合金粉的技术。

火法回收是以回收Ni-Fe合金为目标的电池处理方法。主要利用废旧电池中各元素的沸点差异进行分离、熔炼。具体步骤为:先将废旧镍氢电池破碎、解体、洗涤,以除去KOH电解液;重力分选出有机废弃物,再放入焙烧炉中在600800℃下焙烧;从排出的烟气废渣中分离和提纯不同的金属。可获得含镍质量分数为50%-55%、含铁质量分数为30%35%Ni-Fe合金。湿法冶金是将电池分类破碎后,置于浸取槽中,加入酸进行浸取,再经过滤,从滤液及滤渣中分离出不同的金属。湿法冶金是靠创造条件来控制物质在溶液中的稳定性。利用某种溶剂,借助化学反应(包括氧化、还原、中和,水解和络合反应),对原料中的金属进行提取和分离的冶金过程。

回收废旧锂离子电池的研究主要针对电池中有价金属含量较高的正极物质如LiCoO2。回收的目的包括减少废弃物体积,有效分离电池各组分,收集电池中有价金属和消除废旧电池对环境的污染。两种主要的回收方法为物理方法和化学方法。物理方法通常为预处理过程,主要包括机械破碎浮选过程、热处理过程和物理溶解过程;化学方法主要包括碱浸过程、酸浸过程、生物浸出过程、溶剂萃取过程、化学沉淀过程、电化学沉积和树脂离子交换过程。由于单一的操作过程并不能达到有效分离并回收电池各组分的目的,因此目前的回收都是几种方法的组合,并且大都处于实验室研究阶段,国内大规模产业化回收处理废旧锂离子电池的实例很少。

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