锂电池拆解图文详解
很有幸,由于之前工作的缘故,经过我手上拆解的电池有数百个,磷酸铁锂,三元,软包,圆柱电池均有涉及,今天就拆解留存的一些图片,给大家展示一下,电池的内部极片状态到底是什么样子。
以下图片均是基于某种电池负极片状态,石墨负极在锂离子进入后,会逐渐变成金黄色,而正极则难以通过颜色变化来观察。我们通常通过拆解电池,观察负极片界面状态,来判断电池充放电机制和电池的好坏。
SOC=7%,能够看到电极中央部有纹路,电极没有变色。
SOC=14%,能够看到电极中央部的纹路。稍微有些变色。
SOC=26%,稍微变成了蓝色。
SOC=53.9%,变成蓝色,能够看出气泡的纹路。
SOC=70.0%,变成了暗紫偏红的颜色,能够看到黑色未充电区域。没有发现锂离子析出。
SOC=81.5%,变成金色,能看到黑色未充电区域。能够看到白色的析锂现象。
根据以上图片, SOC未满50%的阶段,电极的状态没有太大的变化。从50%以上开始能够观察到电极的变化。根据图片4,能够发现在3.6V左右时发生大量气泡的痕迹。能够推测出特别是在图5与图6之间发生了非常大的变化点。SOC仅仅只变化了10%,但是电极的状态完全不同。
SOC=100%时,电池极片状态。白色部分多为析锂。
剥离白色部分后下方的极片表面并没有变成金色,这说明锂离子没有嵌入负极材料中。总之,这部分的负极材料阻碍了锂离子的嵌入,因此发生了锂离子析出到表面的状况。推测可能是粘结剂(CMC、SBR)在电极表面分布不均,被负极材料碳包裹,导致锂离子无法嵌入。
SOC=100%时,黑点部分,多为未充电区域。黑点较多,则是导致电池容量偏低的一个重要原因,导致黑点的主要因素有浆料的均匀程度、涂布面密度控制精度、卷绕的张力控制、化成产气等。
废旧锂电池的拆解方法,废旧锂电池正极材料与集流体的解离方法
随着我国新能源汽车产业的大力发展,我国新能源汽车销量大幅提升,相应的其动力电池报废量也在逐年增长,未来两到三年内将有大批量的动力锂电池进入退役期。废旧电池中含有大量的电解液和有价金属,若不对其进行回收处理,不仅会对环境产生危害,还会造成资源浪费;因此对废旧锂电池进行回收迫在眉睫。
回收废旧锂电池主要有三个步骤:一、废旧电池放电拆解;二、电池活性材料与集流体分离;三、有价金属的回收利用。锂电池正极材料含有大量的有价金属,回收价值较高,但是正极活性材料(镍钴锰酸锂或磷酸铁锂等)和导电碳黑被有机粘结剂PVDF粘附在集流体上,因此步骤二的极片界面解离是关键性环节,集流体与活性材料分离效果越好,有价金属的回收效率越高。
废旧锂电池正极材料与集流体的解离方法,包括如下步骤:
步骤(1):将废旧锂电池放电后进行拆解,收集正极片,并破碎,得到正极片碎片;
步骤(2):将正极片碎片进行低温热解,以去除电解液,得到初步热解正极片;
步骤(3):将初步热解正极片进行高温热解,以使得有机粘结剂分解,得到完全热解正极片;
步骤(4):将完全热解正极片使用形貌调控设备进一步破碎并调控破碎后颗粒的形貌,得到呈球形且粒度均匀的铝箔颗粒和正极活性粉末的正极片混合物料;
步骤(5):对正极片混合物料进行筛分处理,得到粗粒级集流体和细粒级正极活性材料。
废旧锂电池的拆解方法为:先将电池外壳去除,取出电芯,然后将电芯中的正极片、负极片和隔膜分离,收集正极片。
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