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三元锂电池一致性退役(三元锂电池安全性较差)

工品易达2022-11-12电池11

新能源汽车的报废电池去了哪里?

2020年全年,新能源 汽车 产销量同比分别增长7.5%和10.9%,达到136.6万辆和136.7万辆,均创 历史 新高。

随着近些年新能源 汽车 销量的快速增长,中国市场已经超越欧洲成为全球最大的新能源 汽车 市场,市场保有量超过500万辆。从国家层面来看,新能源 汽车 产业作为我国未来发力的战略重点,已经作为制造业核心竞争力、战略性新兴产业写入“十四五”规划和2035年远景目标纲要中。

在新能源车企市值不断攀升的同时,造车已经变成了资本互相追逐的“香饽饽”。随着近期小米带着100亿的现金跳入造车战局,新能源 汽车 板块正在迎来空前的繁荣和发展。

然而,在新能源 汽车 蓬勃发展的背后,作为产业的重要一环,车辆退役后的电池流向和处理似乎很少引起大家的关注,近期关于 “20万吨退役电池大量流入黑市” 话题登上热搜,让新能源新车产业链中存在的问题浮出水面。

一、报废电池去了哪儿

中国 汽车 技术研究中心数据显示,2020年我国动力电池累计退役量约20万吨,2025年累计退役量约为78万吨。

按照目前新能源 汽车 装载的电池类型来看,三元锂电池和磷酸铁锂电池是使用最广泛的两大类型。如何判断电池是否满足车辆继续行驶的依据?以目前的行业共识以及技术水平来看,用在新能源车上的动力电池容量衰减至额定容量的80%以下时,动力电池将不再适用于电动 汽车 ,按照时间来换算的话大约是5到8年。

部分“退役”的电池虽不能满足 汽车 的动力需求,但是依然保留着80%的余能。这些电池经过加工处理,完全可以在低速电动车等领域进行梯次利用,除此之外的报废电池还可以通过拆解、分离、提纯、冶炼等处理,进行再生利用。

为保障电池回收,工信部在2018年发布了《新能源 汽车 动力蓄电池回收利用管理暂行办法》,要求 汽车 生产企业应承担动力蓄电池回收的主体责任。2018年至今,共27家企业进入工信部符合“新能源 汽车 废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件”的名单,俗称 “白名单”。

同时本着“谁生产销售谁负责回收处理”的原则,很多新能源主机厂和4S店也都成立了电池回收业务对应的智能部门,同时建立了完善的回收机制。目前主机厂主要依托经销商来做落地的电池回收业务,经销商则是按照厂家的流程来对所售车辆的电池部分采取最终的置换、升级、回收和报废,同时主机厂都搭建了相关溯源平台来监管和追溯对应车辆和电池的使用、流通过程。

从车辆电池生命周期来看,新能源 汽车 从经销商处销售给用户,那么电池的所有权是属于用户的,车辆使用多年后整车报废,报废车的退役电池是属于报废车拆解企业的,这其中还不包括可能存在的二手车周转的情况,尽管如此电池所有权的多次轮转也为回收企业带来了实际的困难,对于私人用户而言电池回收始终是需要车主配合的,但是对于车主而言,所谓的电池价值是与车辆价值捆绑的,单独的电池是不带来实际价值的,没有利益的驱动,主观配合回收的意愿就要低的多。

所以目前市场事实情况是, 绝大部分新能源 汽车 淘汰下来的动力电池并没有流入上述正规渠道,不管是第三方回收企业还是主机厂、4S店,真正回收到的退役电池非常有限,大多数电池都是被一些无资质、环保成本低的小厂高价“抢购”走了。

市场上有专门的贩子从事电池收售的事项,不仅高价从私人用户手上收购报废车辆的电池,也同时做4S店的生意,价格比厂家回收高不少。考虑到国家平台和主机厂溯源平台的监管机制,很多电池从车辆上被拆解后经过多次物权的更替,被刻意的磨码、销户,最终变成黑户在溯源平台里消失了,电池的拆解流向也无从查起,监管也十分困难。

消失的废旧电池到底去了哪里?到底是流向了“小作坊”被拆解处理,还是被当做固废私自填埋,这部分电池的数量和流向到底如何,产业链的背后隐藏着多少利益牵扯?这里面的情况恐怕没几个人说得清楚。

二、产业链乱象

据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道,2021年至2022年将会是新能源 汽车 电池报废爆发期的开始, 退役电池的年产业规模将超过百亿元。

尽管电池回收前景广阔,里面蕴含着巨大的经济价值,但是由于市场种种乱象及不规范因素,目前能盈利的正规企业屈指可数,大部分都是赔本赚吆喝。

目前对于回收后的电池主要的处理手段是 再生利用和梯次回收 。对于这两类形式,目前各有各的盈利难点;从技术上讲,再生利用已发展得很成熟了,但对技术要求和成本投入较高,大部分小作坊企业仅能做到拆解破碎这一步,后续的分选、材料修复或冶炼等处理由专业公司在做,需要投入的成本很大,如环评投资等,要防止二次污染。同时,由于缺少第三方检测或质量评价机构,在回收规模少、原材料回收定价不稳定情况下,正规企业很难盈利。

而梯次回收利用尽管在成本投入上较少,但市场并不成熟,存在前期筛选、评估难,以及后续由于各家电池品种、规格、性能等不同,电池重新再匹配,一致性较难解决,同时在后续的使用场景匹配上也要花费较大精力,如果没有成熟输送链也很难保持盈利。

反过来一些硬件投入成本低、无资质的小黑作坊反而能够给出更高的收购价格不断的从4S店、私户、报废机构等手中获得更多的电池,形成行业的不公平竞争。

大量电池流入黑市,如果没有正规的设备技术做支撑,只是对废旧电池采取简单的拆解处理,可能会造成环境污染,甚至产生有毒气体。这里面的安全隐患和行业风险都是不可估量的。同时非法收售电池在一定程度上也会扰乱市场正常的经营秩序,让原本的电池回收领域变得更加混乱。

三、规范秩序

当下“ 劣币驱逐良币 ”的电池回收市场,正在让这座“矿山”变为“火山”。而究其症结,在于监管的缺位。电池回收涉及评估体系、回收网络、交易平台、奖惩机制等环节,同时过程监管涉及环保、市场、税务等诸多部门,每一个细节都牵一发而动全身。而目前的诸多政策都是指导性意见,对于非正规的渠道缺乏 强制性、震慑力。

随着新能源 汽车 行业的快速发展,新能源 汽车 在产销端都迈上了新的台阶,但是产业链下游的动力电池回收体系还处于萌芽阶段,上下游的投入产出不一致也导致了电池回收产业的问题百出,从短期来看电池回收价值较低,处置成本过高,再生收益远不抵其再生成本,加上市场的无序竞争和不规范经营,让回收企业的积极性大打折扣。

那么电池回收国外市场是如何处理的?是否有可借鉴参考的地方呢?美国从联邦、州级和地方三个层面构建了废旧电池回收的法律体系,要求蓄电池生产商负责组织回收废旧铅蓄电池,用消费者购买电池所支付的手续费和电池企业缴纳的回收费用作为废旧电池处理的资金来源。

日本同样规定生产商对镍氢和锂电池的回收负责,电池回收后运回电池生产企业处理,政府给予生产企业相应的补助。 代表性企业丰田通过经销商网络对废旧电池先进行回收,再通过进入维修体系、梯级利用、拆解三类方式处理并投放到不同领域,在达到一定量后再进行处理利用。

德国是在2009年起用《电池法》,规定电池生产和进口商需在政府进行登记,经销商要组织回收,而用户则有义务将废旧电池交给指定回收机构。

从结果上来看,国外在电池回收的处理上也是遵照了由政府牵头多方配合协助的一个权责机制,同时通过政策、技术、补贴、监管等多方力量的汇入来引导产业良性的发展。

我国目前还处在电池回收发展的初级阶段,需要不断完善行业管理办法,建立长效的管理机制。同时要对回收行业进行重点扶持,从而成长出一批具备经济规模效益的企业。对于新能源车企来说,应该主动承担电池回收业务的担子,与经销商共同建立车辆从销售到电池回收的溯源机制,把控电池的生命周期。而对于市场上存在的大量“小作坊”,要加强监管,在合规合法情况下做好分工,鼓励成为产业链中的补充力量。

最后:

在今年的两会政府报告中,动力电池回收等有关新能源产业的话题成为热议的焦点。在业内看来,随着电动 汽车 动力电池首个退役高峰期的临近,动力电池的回收问题已刻不容缓,也成为当下新能源 汽车 行业发展的重要课题之一。

随着产业的不断扩大、监管逐渐完备,电池的退役路径定会更加科学规范,电池回收作为新能源 汽车 产业链的重要一环,不管是企业还是个人都将肩负起更多的职责和使命,在促进新能源产业可持续发展和绿色环保的道路上贡献自己的力量。

三元铁锂电池与磷酸铁锂电池的优缺点

没有三元铁锂电池,是三元锂电池。

优点:

三元锂电池:电能比高,电压高,动力特性好,但安全性差些。温度范围较好;

磷酸铁锂电池:电能比较低,电压一般,性能稳定,安全性好。温度范围较好。磷酸铁锂电池循环寿命高一般都在1000次循环以上,高的可达2000次循环,电动大巴上用的就是磷酸铁锂电池组。

缺点:

三元锂电池:容量高,一致性好,循环寿命偏低,尺寸相对较大,低温性能不好。

磷酸铁锂电池:体积小,可以装更大的容量,冬天性能下降不多,初期容量较大,比铁锂有明显的里程优势,寿命后期会有比较明显下降。

扩展资料:

磷酸铁锂电池左边是橄榄石结构的LiFePO4材料构成的正极,由铝箔与电池正极连接。右边是由碳(石墨)组成的电池负极,由铜箔与电池的负极连接。中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,锂离子可以通过隔膜而电子不能通过隔膜。电池内部充有电解质,电池由金属外壳密闭封装。

参考资料来源:百度百科-磷酸铁锂电池

三元锂电池容量衰减到六十还能用吗

三元锂电池容量衰减到六十不能用了,循环寿命反应的是它充放电电极活性材料的可逆性,感觉影响比较大的主要是活性材料本身,比如磷酸铁锂就比一般的三元要好,而三元本身锰多一点也可以提高循环寿命。而存储寿命其实考察的感觉主要是自放电情况,这个除了材料本身,还与整个电池包的装配,材料杂质等等有很大的关系。

三元锂电池容量衰减的原因,三元锂电池寿命是多久?三元锂电池寿命是指电池在使用过一段时间后,容量衰减为标称容量的70%,即可认为寿命终止。对于传统电池来说,三元锂电池具有寿命长,节能环保无污染,维护成本低,充放电完全,重量轻等等优势。

三元锂电池是继镉镍电池、氢镍电池之后发展最快的二次电池。锂离子电池的应用很大程度取决于其充放电循环的稳定性,和其它二次电池一样,锂电池在循环过程中容量衰减是不可避免的。

大倍率充放电也会造成三元锂电池容量损失,这是因为正负极在充放电过程会发生体积收缩和膨胀,而充放电电流越大,收缩膨胀越剧烈,应力越大,从而正负极的颗粒在体积快速变化中更容易发生破裂或者从集流体剥离,导致循环衰减加快。

温度绝对是影响三元锂电池寿命的关键因素之一,过高的温度或过低的温度都会造成活性锂离子含量的降低,从而减少锂电池寿命。

影响三元锂电池容量衰减的本质是可脱嵌锂离子含量的降低,其因素主要是正负极材料的结构破坏或失活、电解液的分解、锂电池的滥用等等。电池的充放电过程是一个复杂的电化学过程,导致电池容量衰减的因素也不是单一的,并且一个方面的恶化有可能会引发其他因素来共同影响电池的容量、循环性能、能量密度等。

三元锂电池的理论寿命约为800次循环,在商业化的可充电锂电池中属于中等。磷酸铁锂电池约为2000次,而钛酸锂据说可以达到1万次循环。目前主流的电池厂家在其生产的三元电芯规格书中承诺大于500次(标准条件下充放电),但是电芯在配组做成锂电池包后,由于一致性问题,主要是电压和内阻不可能完全一样,其循环寿命大约为400次。厂家推荐SOC使用窗口为10%~90%,不建议进行深度充放电,不然会对电池的正负极结构造成不可逆的损伤,若是以浅充浅放来计算的话,循环寿命至少有1000次。

(图/文/摄: 问答叫兽) 星瑞 理想ONE Model Y Model X 高合HiPhi X 零跑T03 @2019

三元锂电池和磷酸铁锂电池哪个好?三元锂和磷酸铁锂电池的区别

;     购买新能源汽车很多人都会纠结电池的种类,三元锂和磷酸铁锂电池的区别主要在于正极材料。其中,三元锂电池的正极材料是“镍盐、钴盐、锰盐/铝酸锂”,而磷酸铁锂电池的正极材料则采用了“磷酸铁锂”。除此之外,两者的电解质、负极材料都是使用六氟磷酸锂和石墨。

      

      要说三元锂电池和磷酸铁锂电池哪个好,就得弄清楚两者之间的优劣了。但总的来说,如果当地气候比较寒冷,那么最好还是选择三元锂电池,如果不是那么冷,像广东地区的话,最好就选择磷酸铁锂电池。

      

      具体是为什么,那就要看清楚两者之间的优劣了,先来看磷酸铁锂电池:

优点

      1、不含钴等贵金属元素,原材料获取简单,成本低;

      2、电池耐温高,热失控温度可达800度左右,安全性能好;

      3、电池循环寿命可达3500次以上,有些甚能达到5000次,使用寿命长;

      4、电池工作电压在3.2-3.4V,可以满足车载电池的基本要求;

      5、电池使用寿命到期后,仍然有80%的存储电量,回收价值高。

缺点

      1、低温性能差,零下20度左右,电池衰减基本会到55%左右;

      2、能量密度低,每达到150wh/kg的时候,电池体积/重量就会比较大。

      3、电池使用寿命长,但电池组使用寿命短,一般在500次左右;

      4、电池整体制作成本高;

      5、电池工艺性能不稳定,一致性差。

      

三元锂电池

优点

      1、电池输出电压达到3.7V,比能量大,比功率更大;

      2、大倍率充电性能好,充电速度快;

      3、低温性能好,零下20度电池的供热性能仍然可以达到70%以上;

      4、能量密度高,每公斤可达200wh以上,电池的体积和重量会更小。

      5、放电电压高,输出功率好。

缺点

      1、循环寿命低,基本在2500次左右;

      2、不耐高温,热失控温度在200度左右,安全性能低;

      3、电池中含有钴等贵金属,材料成本高;

      4、生产技术门槛高。

磷酸铁锂电池和三元锂电池哪一个好,为什么?

磷酸铁锂电池组和三元锂电池哪个寿命更长

磷酸铁锂电池循环5000次剩余容量百分之八十四,三元锂电池循环3900次剩余容量百分之六十六,循环寿命方面进行比较,磷酸铁锂电池组优势更明显。

如果把剩余容量/初始容量=80%作为测试结束点,目前磷酸铁锂电池实验室1C循环寿命在3500次以上,部分达到5000次,而三元锂电池实验室1C循环寿命在2500次左右。

在循环寿命这一个点上,磷酸铁锂电池组相较于三元锂电池,真实寿命要长许多。在同等循环次数下,磷酸铁锂电池的剩余容量也比三元锂电池多不少。

除了在循环寿命方面这两者电池有着较大的差距,在安全性能方面,两者也有不同。

磷酸铁锂电池组和三元锂电池安全性能比较

从材料体系方面来进行比较,磷酸铁锂电池组的正极材料分解温度在700摄氏度左右,三元锂电池的正极材料分解温度在200摄氏度左右。

在实验室的测试环境下,短路的磷酸铁锂电池单体,基本不会有着火的情况出现。而三元锂电池则不一样,会更容易出现着火的情况,所以三元锂电池对于热管理的要求较高,而磷酸铁锂电池组对于温度的适应性更高也更安全。

磷酸铁锂寿命长,循环寿命长(2000-5000)次,但是成组后的铁锂一致性较差,很难达到2000次寿命,热失控温度500度以上,安全性比三元锂电池好一些,但是低温性能差,体积重量大。

三元锂电池耐低温性能好,容量高,热失控200度以上,寿命(500-2000)次,一致性不错。安全性比铁锂低。

铁锂和三元都会起火爆炸,别被误导(本人做过高压过充和穿刺实验,铁锂用高压大电流充电也会膨胀起火)网上实验视频也有,百度能够搜到,在我看来目前的锂电池没有绝对安全的,使用锂电池当谨慎使用(定时插座配合bms保护系统多重安全,专用充电器,小电流充电,小电流放电,防水防震)

磷酸铁锂和三元锂,可以说是各有各的好处!

不同的产品领域,不同的需求,应用选用起来也是有不同的考虑的。

总的来说,

如果产品侧重考虑的是,高温安全性可靠性,循环寿命,要选择磷酸铁锂。

如果产品侧重考虑的是,能量密度,低温性能,性价比,要选择三元锂。

由于特有的材料特性,磷酸铁锂电池安全稳定性更高,而三元锂相对来说安全稳定性要低一些。

铁锂电池的循环寿命,1C充放电,100%DOD,会1500-2000次,80%容量剩余,而三元锂,同样的条件,只有500次左右的循环寿命。

磷酸铁锂平台电压比三元锂的低。铁锂标称3.2V,单体电压范围2.0~3.65V;而三元锂标称3.6V,单体电压范围2.5V~4.2V。

如果产品要求体积小重量轻,当然要选择三元锂电池,因为它的能量密度很高。以18650为例,国内品牌的铁锂电池容量在1500mAh左右;而三元锂电池,2200mAh和2600mAh国内较为常见,进口品牌三元锂能量密度更高,18650-3500mAh都是成熟稳定的产品了。

举个例子,常见的48V16Ah的产品,18650铁锂需要匹配15串10并,150颗电芯;而三元锂18650只需要13串5并左右就能搞定,才65颗18650的电芯。这样的体积与重量,三元锂比铁锂电池小得多了。

目前电动 汽车 的动力电池常采用锂离子电池。

锂离子按照正极材料的不同,又可以分为磷酸铁锂、三元材料、钴酸锂、锰酸锂等类型。

从成本、安全、性能等综合考虑,目前市场上 三元材料 和 磷酸铁锂 是使用占比最高的电池。

两者区别是什么?

磷酸铁锂材料,化学式为LiFePO4,简写LFP,橄榄石结构,电压平台3.4V左右,比容量130-140mAh/g。

磷酸铁锂结构比较稳定,安全性高,循环性能好,成本也较低。

而三元材料,简写为NCM/NCA(NCA为NCM近亲),NCM化学式LiNixCoyMn1-x-yO2,层状结构,电压平台3.6V左右。

相比于磷酸铁锂电池,三元的比容量高于(最高达220mAh/g),但是循环性能较差,安全性也不高。

进一步来说,根据镍钴锰比列,三元材料又有NCM523,NCM622,NCM811(镍:钴:锰=8:1:1)之分,镍含量增高,比容量会逐渐上升,钴的含量也会相对减少,同时热稳定也会降低。

从上面比较可以看出,磷酸铁锂能量密度不及三元电池,但由于安全性相对较高,常用与电动大巴车上;而在电动乘用车,因为续航里程要求,常用三元电池。

看个人对续航里程、预算以及安全性的需求。

从能量密度方面看,成组后的三元锂大致比铁锂容量高1/3到1/2,也就是相同体积下电量比铁锂多1/3到1/2,同时重量也要轻1/3到1/2。对于空间有限预算不是事又追求极致续航的来说,三元锂是不二选择。

成本方面,三元锂价格比铁锂价格高,按每度电来算,三元成本是铁锂的1.5到2倍,对于预算有限但是续航要求仅在两三百公里以内的来说,铁锂无疑是兼顾日常续航和极致性价比的最好选择,DIY的话每度电成本甚至可以比铅酸还便宜。

安全性方面,市面上出现的锂电池爆燃事故,十有八九是三元锂锂电池,比如今年出现的一次特斯拉爆燃和两起蔚来 汽车 爆燃,反之,铁锂很少听到此类事故报道,这个和三元和铁锂的热分解温度高三元热分解温度低,铁锂不分解产生易燃助燃气体而三元易热分解出易燃助燃气体有关。所以,心粗一点的,小白一点的,可以用用铁锂。

市场上主流的动力锂电池有两类,第一类是磷酸铁锂电池;第二类是三元材料电池,含有镍、钴、锰三种金属元素。无钴电池是将这三种元素镍、钴、锰中的钴完全去除掉。

两者比较各有优劣:磷酸铁锂电池安全性还行,但由于能量密度低,续航相对较差,300公里以下磷酸铁锂没问题,之上会吃力;三元锂电池续航高,但安全性相对没有磷酸铁锂稳定。

不过,现在比亚迪新一代的电池产品“刀片电池”,它既具有三元锂电池的高续航特点,也具备磷酸铁锂电池的高安全性。更重要的是,造价成本相比三元锂电池还要低。

各确优点,如果要性价比高,而不考虑重量,那还是铁锂好,寿命更长,应力更好,更安全

磷酸铁锂优点安全,缺点能量密度低,三元锂电优点能量密度高,缺点不稳定充放电容发热

没有好坏之说,各有千秋:磷酸铁锂电池比较安全,适合做为储能电池在室内车内使用;三元锂脾气太爆,适合做为动力电池在室外和车外(底盘)使用。在低温环境磷酸铁锂可以使用自加热设计,成本不高也不会有太大的性能损失。倒是三元锂在高温下的热失控是个难解的大问题,一是加装散热系统必然导致结构复杂成本高,二是电池管理系统面对热失控除了自动断电别无他法。该烧的还是会继续烧,该炸的还要继续炸。大量的水是对付锂电池自燃爆炸的唯一办法,但是电动车、三轮车、电动 汽车 都不可能储有这么多的水,除了房车有巨大的清水箱和灰水箱,所以房车有使用三元锂的条件,但是要外置锂电池,不能放在车内(因为三元锂的燃烧爆炸非常迅猛,逃离大概只有七秒的时间),还要加装喷水灭火装置。

三元锂电池寿命取决于什么

三元锂电池寿命取决于电池材料老化衰退的影响。如果能将锂离子电池的副反应降至低水平,使锂离子通过电解液始终能顺畅地往返于正负极材料之间,就能使锂离子电池的循环寿命得以增加。

锂离子从正极移动到负极必然经过覆盖在碳负极上的SEI 膜,SEI 膜的好坏直接影响电池的循环寿命。国外学者对电池材料老化衰退的研究比较早,特别是对SEI 膜的研究比较深入。

锂离子电池充放电循环的过程即为锂离子通过电解液在正负极材料之间来回脱嵌、移动的过程。在锂离子电池循环过程中,在正负极发生氧化还原反应。

扩展资料

锂离子电池的正极材料有很多种,主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。

其中磷酸铁锂作为正极材料的电池充放电循环寿命长,但其缺点是能量密度、高低温性能、充放电倍率特性均存在较大差距,且生产成本较高,磷酸铁锂电池技术和应用已经遇到发展的瓶颈;锰酸锂电池能量密度低、高温下的循环稳定性和存储性能较差,因而锰酸锂仅作为国际第1代动力锂电的正极材料。

而多元材料因具有综合性能和成本的双重优势日益被行业所关注和认同,逐步超越磷酸铁锂和锰酸锂成为主流的技术路线。三元材料的电芯代替了广泛使用的钴酸锂电芯,在笔记本电池领域广泛使用。

在容量与安全性方面比较均衡的材料,循环性能好于正常钴酸锂,前期由于技术原因其标称电压只有3.5-3.6V,在使用范围方面有所限制,随着配方的不断改进和结构完善,电池的标称电压已达到3.7V,在容量上已经达到或超过钴酸锂电池水平。

参考资料来源:百度百科-三元锂电池

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