废旧磷酸铁锂电池正极材料回收工艺与技术的研究进展

锂电池具有储能高、寿命长和绿色环保等优点，在各个领域得到了广泛的应用。然而，近些年随着磷酸铁锂电池的大规模使用，大量的废旧磷酸铁锂电池即将到达使用寿命的终点，怎样处置这些废旧电池，这已经是影响锂电池行业发展前景的重要问题之一。本文将对目前废旧磷酸铁锂的回收工艺与技术进行总结概括，对固相法、液相法、固相-液相结合法、氧压浸出法和超临界萃取法的工艺流程与效果的优缺点进行阐述，并对废旧磷酸铁锂电池的回收技术的发展方向进行了展望。     

废旧磷酸铁锂电池正极材料浸取及回收研究

废旧动力电池存量将迎来爆发式增长趋势,回收处置需求紧迫。废旧动力电池回收处理技术无法照搬现有小型锂电池的工艺路线,尤其是磷酸铁锂电池。介绍了一种废旧磷酸铁锂电池正极材料浸取分离方法和正极材料中元素的提取回收技术,效果明显,工艺简单可行。     

废旧磷酸铁锂电池正极材料回收技术进展

为了实现碳达峰、碳中和目标,建立清洁低碳的能源体系,人们对清洁储能材料的需求量日渐增大.锂离子电池相较其它储能器件具有输出电压高、使用寿命长等诸多优势,已广泛应用到各个领域.其中磷酸铁锂电池安全性较高,占据了较大的市场份额.然而,随着时间的推移,大规模磷酸铁锂电池退役的时间即将到来,如何处置和利用这些废旧电池,已成为当前行业亟需解决的问题之一.本文对目前的废旧磷酸铁锂电池正极材料回收技术进行总结,对固相法、液相法、固-液结合法、机械力活化法、电化学法、微生物分解法等回收工艺流程以及效果进行说明,比较其优缺点并对回收技术的发展方向进行展望.     

磷酸铁锂电池直流电源系统应用研究

将铅酸电池和磷酸铁锂电池在常规性能、温度特性、寿命特性、充放电特性做了对比,从性能、成本、使用维护、安全性和废弃处理等方面分析了磷酸铁锂电池在变电站直流系统中运用的可行性,并提出了基于磷酸铁锂电池的直流系统在变电站中运用的技术设想。     

磷酸铁锂电池管理技术及安全防护技术研究现状

储能作为战略性新兴产业,是增强能源系统供应安全性、灵活性、综合效率的重要环节。然而,随着储能产业的快速发展,电池的安全性成为阻碍其发展的关键问题之一。本文以磷酸铁锂电池为例,基于应用现状,从电池管理技术角度,介绍了磷酸铁锂电池现有的状态检测技术;接着从安全防护技术角度,介绍了磷酸铁锂电池的主动安全防护技术和被动防护技术;最后,从技术标准、状态监测和安全防护等方面,给出了磷酸铁锂电池集成化发展的建议。     

磷酸铁锂电池在变电站的应用安全性分析及其系统设计

国内从磷酸铁锂电池的浮充性能、磷酸铁锂电池浮充性能改进以及非浮充式的磷酸铁锂电池直流系统等方面研究了磷酸铁锂电池在变电站应用的可行性,磷酸铁锂电池被视为变电站直流电源中铅酸蓄电池的理想替代品。但是磷酸铁锂电池仍然存在不能过充过放、一致性差、单体容量小等缺点,使其在变电站的应用中存在不可忽视的安全风险。为解决以上问题,本文设计了一种先串联满足电压等级再并联满足容量要求的磷酸铁锂电池拓扑结构,并对各串联电池组进行独立的充电控制,避免过充电及并联电池组的环流风险,满足交流失电时直流母线的无缝供电要求。     

比亚迪目前动力电池产能约12GWh 年底预达16GWh

<正>近日,比亚迪透露,目前其动力电池的产能大概有12GWh,预计今年年底三元电池和磷酸铁锂电池可以达到16GWh的产能。考虑到三元电池的安全性和稳定性都不如磷酸铁锂电池,而且大巴车的带电量又很大,未来比亚迪还会继续在大巴车上使用磷酸铁锂电池。而乘用车方     

磷酸铁锂电池应用展望

2020年以来,磷酸铁锂电池市场开始回暖并进入了新的增长周期.特斯拉搭载磷酸铁锂电池迅速拉动了磷酸铁锂市场.2021年初新能源汽车补贴政策正式落地,给主机厂在新能源车型规划方面指明了方向.2021年之后磷酸铁锂电池在新能源汽车、储能、二轮车、重型卡车、电动船舶都将有更加强劲的发展.本文依据作者的工作经验和公开信息,总结了磷酸铁锂材料的产销情况、市场集中度、价格趋势以及磷酸铁锂电池企业新的发展方向.     

磷酸铁锂电池作为变电站用直流电源的特性

为了探索磷酸铁锂电池取代铅酸蓄电池作为变电站用直流电源的工作特性,通过浮充电测试,对铅酸电池和磷酸铁锂电池在不同浮充电压下的浮充电流特性、搁置特性、模拟工况放电特性等方面进行比对分析,发现磷酸铁锂电池具有远远超过铅酸蓄电池的大电流放电能力;磷酸铁锂电池具有不同于铅酸蓄电池的浮充特性,建议其浮充电压应选择在3.50 V左右。对磷酸铁锂电池组进行长时间浮充试验发现,在室温下3.6 V电压浮充运行一年后,其容量保持率高达96.06%。     

站用直流系统锂电化改造应用研究

分析磷酸铁锂电池的应用场景,探讨磷酸铁锂电池在储能、电动汽车以及变电站备用电源系统的应用情况,介绍磷酸铁锂电池在某110 kV变电站直流电源系统应用效果.通过磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池性能对比分析,指出铅酸蓄电池由其材料体系和本征特性决定其存在极板裂化、电解液失水、酸液腐蚀等问题,磷酸铁锂电池在常规性能、安全性、温度特性、寿命特性、倍率放电性能和废弃处理等方面存在主要优势,并进一步对两者进行技术经济比较,从性能、购置成本、安装成本、使用维护成本和全寿命周期管理等方面分析磷酸铁锂电池替代铅酸蓄电池的可行性,对变电站直流电源系统智能化应用具有重要意义.     

废旧磷酸铁锂电池中锂元素的回收技术

以硝酸为浸取剂,对废旧磷酸铁锂电池的正极材料回收处理,回收其中的锂元素制备碳酸锂。以废旧锂电池中的锂离子回收率为主要考察指标,通过单因素条件实验和正交实验考察了浸取反应中浸取温度、搅拌时间、硝酸浓度、固液比等因素的变化对锂离子回收率的影响。确定锂离子浸取反应的较佳工艺条件为:浸取温度55℃、硝酸浓度4.5mol/L、浸出时间2.5 h、固液比1∶8。较佳的工艺条件下,锂离子的回收率可达91.25%,所制备的碳酸锂纯度最高可达98.4%,实现了废旧磷酸铁锂电池中锂的有效回收。     

磷酸铁锂电池在光伏发电中的应用

高性能的储能电池对光伏产业的发展至关重要。相比于铅酸电池,磷酸铁锂电池具有比能量高、储能效率高、循环寿命长、使用成本低等优势。利用该类型锂电池作为储能装置,可把能源效率提高至90%左右,因此非常适合用作新能源储能装置。就常规性能、储能特性等方面将铅酸电池和磷酸铁锂电池作了对比。在分析了将磷酸铁锂电池用作光伏系统储能装置的可行性的基础上,设计了相应的光伏发电储能系统。     

磷酸铁锂电池在通信基站的应用研究

总结了磷酸铁锂电池在通信基站中的应用特性与使用现状,对磷酸铁锂电池系统在基站应用中存在的问题进行了研究,提出了针对性的改进方法,并对结果进行了分析,为磷酸铁锂电池在通信基站的应用提供了帮助。     

极地超低温环境下磷酸铁锂电池容量估计

阐述了影响磷酸铁锂电池低温性能的因素,使用超低温试验箱模拟极地的超低温环境,用磷酸铁锂电池在不同等级温度下进行充放电实验,并绘制放电曲线图。通过对实验结果的分析获取了磷酸铁锂电池的低温特性:随着温度的降低,磷酸铁锂电池的放电容量会随之减小,在20、10、0、-10、-20、-30、-40、-50℃以标称电流3A放电,可用容量分别为标称容量的93.33%、86%、80.67%、78%、70%、64%、32%、24%。分析磷酸铁锂电池放电容量与开路电压的相关性,提出了磷酸铁锂电池的容量估计方法。     

基于改进卡尔曼滤波算法的磷酸铁锂电池SOC动态估计

对锂电池荷电状态(SOC)进行快速精确地动态估计能有效提高其使用寿命。针对传统磷酸铁锂电池等效电路模型无法反映其对应的电气动态特性问题,提出了一种改进的戴维南电池模型。考虑到传统卡尔曼滤波算法在磷酸铁锂电池SOC动态估计过程中对模型依赖性较强的局限性,引进算法增益因子及修正观测噪声协方差,提出一种改进的卡尔曼滤波算法对磷酸铁锂电池SOC进行动态估计。仿真结果表明所提算法在锂电池SOC估计上具有很好的精度。     

基于气体在线监测的磷酸铁锂储能电池模组过充热失控特性

磷酸铁锂储能电池的热失控预警是其大规模推广应用急需解决的问题。首先分析了磷酸铁锂电池热失控产气机理,以硬壳磷酸铁锂电池模组和软包磷酸铁锂电池模组作为试验对象,分别由32块单体电池4并8串组成和72块软包单体电池6并12串组成,搭建与真实储能舱环境一致的试验平台。通过恒流过充的方式研究硬壳和软包磷酸铁锂电池模组过充至热失控的全过程,并采用可见光摄像头、气体探测器、红外监控系统进行全方位的产气在线监测。试验结果表明:磷酸铁锂电池过充至热失控燃烧是一个渐变的过程,并不是突变的;硬壳磷酸铁锂电池和软包磷酸铁锂电池过充热失控特性存在差异,但产气类型及气体质量浓度变化趋势基本一致;磷酸铁锂电池热失控各阶段反应现象与气体的质量浓度变化存在相互联系,可将H2、CO、CO2作为一级预警,HCl、HF作为二级预警,通过监测气体质量浓度变化,在过充的早期阶段做好应对措施,避免储能电池进一步热失控燃烧。研究结果可为磷酸铁锂储能电站的预警和消防提供有效的理论和试验支撑。     

并联磷酸铁锂电池在110kV变电站的应用研究

直流系统是变电站电力系统供电最后的保障,其可靠度关系到整个电力系统供电的安全。调研并联智能电池组件、磷酸铁锂电池特性,并分析其优缺点。研究分析110kV智能变电站的直流负荷情况、磷酸铁锂电池的充放电特性,针对110kV智能变电站设计出相应的方案。该系统采用了环保无污染的磷酸铁锂电池,不仅可以对蓄电池进行在线自动全容量核容,而且维护简单、适用范围广、可靠性高、使用寿命长。     

面向直流操作电源系统的LiFePO4电池性能优化控制研究

磷酸铁锂电池电压变化范围较宽且充放电特性敏感,一般不宜简单应用于需要长期处于浮充状态的直流操作电源系统。为此,提出了一种磷酸铁锂电池在直流操作电源系统应用中的优化控制方案,根据磷酸铁锂电池工作状态,利用AC/DC充电电源优化控制电池的充放电电流大小,使电池在浮充状态下获得电池期望的充放电电流,以实现磷酸铁锂电池在直流操作电源系统中的安全高效经济应用。首先,基于直流操作电源系统指标要求与磷酸铁锂电池性能优化要求,确定其期望的充放电状态与充放电电流值;然后,根据磷酸铁锂电池期望的充放电电流值与内部等效状态,在允许的电压波动范围内调节直流操作电源系统中AC/DC变换器的输出电压,迫使磷酸铁锂电池的实际充放电电流趋于期望的充放电电流,从而优化磷酸铁锂电池的性能。最后通过理论分析与实例分析说明了方案的可行性。     

电动汽车磷酸铁锂电池最佳SOC工作区研究

磷酸铁锂电池由于寿命长、安全性能好、成本低,已经成为电动汽车的理想动力源和能量源。电池的荷电状态(SOC)是影响电池性能及使用寿命的主要因素之一,以10 Ah磷酸铁锂电池单体为研究对象,对其开路电压、极化电压、电池内阻进行了实验研究。结果表明,当电池单体SOC在20%~90%时,磷酸铁锂电池的电压和内阻变化平稳,确定为电池的最佳工作区。     

磷酸铁锂电池性能与应用研究

磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应的优点。介绍磷酸铁锂电池的结构特点和充放电原理,对磷酸铁锂电池储能系统的构成和系统能量转换原理进行讨论,就磷酸铁锂电池在电动汽车电池、电网削峰填谷、风力发电、光伏发电等可再生能源的安全并网,分布式电站,UPS电源等领域的应用进行研究。