在廢鉛蓄電池的回收技術(shù)中,泥渣的處理是關(guān)鍵,廢鉛蓄電池的泥渣物相主要是PbSO4,PbO2,PbO,Pb等。其中PbO2是主要成分,它在正極填料和混合填料中所占重量為41%~46%和24%~28%。因此,PbO2還原效果對(duì)整個(gè)回收技術(shù)具有重要的影響,其還原工藝有火法和濕法兩種?;鸱ㄊ菍bO2與泥渣中的其它組分PbSO4,PbO等一同在冶金爐中還原冶煉成Pb。但由于產(chǎn)生SO2和高溫Pb塵第二次污染物,且能耗高,利用率低,故將會(huì)逐步被淘汰。濕法是在溶液條件下加入還原劑使PbO2還原轉(zhuǎn)化為態(tài)的鉛化合物。已嘗試過(guò)的還原劑有許多種。其中,以硫酸溶液中FeSO4還原PbO2法較為理想,并具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
硫酸溶液中FeSO4還原PbO2,還原過(guò)程可用下式表示:
PbO2(固)+2FeSO4(液)+2H2SO4(液)→PbSO4(固)+Fe2(SO4)3(液)+2H2O
此法還原過(guò)程穩(wěn)定,速度快,還可使泥渣中的金屬鉛完全轉(zhuǎn)化,并有利于PbO2的還原:
Pb(固)+Fe2(SO4)3(液)→PbSO4(固)+2FeSO4(液)Pb(固)+PbO(固)+2H2SO4(液)→2PbSO4(固)+2H2Oc
鋰離子電池處理工藝為先將電池焚燒以除去有機(jī)物,再篩選去鐵和銅后,將殘余粉加熱并溶于酸中,用有機(jī)溶媒便可提出氧化鈷,可用作顏料、涂料的制作原料 。
縱觀電池發(fā)展的歷史,可以看出當(dāng)前世界電池工業(yè)發(fā)展的三個(gè)特點(diǎn),一是綠色環(huán)保電池迅猛發(fā)展,包括鋰離子蓄電池、氫鎳電池等;二是一次電池向蓄電池轉(zhuǎn)化,這符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略;三是電池進(jìn)一步向小、輕、薄方向發(fā)展。在商品化的可充電池中,鋰離子電池的比能量高,特別是聚合物鋰離子電池,可以實(shí)現(xiàn)可充電池的薄形化。正因?yàn)殇囯x子電池的體積比能量和質(zhì)量比能量高,可充且,具備當(dāng)前電池工業(yè)發(fā)展的三大特點(diǎn),因此在發(fā)達(dá)國(guó)家中有較快的增長(zhǎng)。電信、信息市場(chǎng)的發(fā)展,特別是移動(dòng)電話和筆記本電腦的大量使用,給鋰離子電池帶來(lái)了市場(chǎng)機(jī)遇。而鋰離子電池中的聚合物鋰離子電池以其在安全性的特優(yōu)勢(shì),將逐步取代液體電解質(zhì)鋰離子電池,而成為鋰離子電池的主流。聚合物鋰離子電池被譽(yù)為“21世紀(jì)的電池”,將開(kāi)辟蓄電池的新時(shí)代,發(fā)展前景十分樂(lè)觀。
可充電鋰離子電池是手機(jī)、筆記本電腦等現(xiàn)代數(shù)碼產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛的電池,但它較為“嬌氣”,在使用中不可過(guò)充、過(guò)放(會(huì)損壞電池或使之報(bào)廢)。因此,在電池上有保護(hù)元器件或保護(hù)電路以防止昂貴的電池?fù)p壞。鋰離子電池充電要求很高,要終止電壓精度在±1%之內(nèi),各大半導(dǎo)體器件廠已開(kāi)發(fā)出多種鋰離子電池充電的IC,以安全、可靠、快速地充電。
當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。同樣,當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過(guò)程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回正極?;卣龢O的鋰離子越多,放電容量越高。
利用功能涂層對(duì)電池導(dǎo)電基材進(jìn)行表面處理是一項(xiàng)突破性的技術(shù)創(chuàng)新,覆碳鋁箔/銅箔就是將分散好的納米導(dǎo)電石墨和碳包覆粒,均勻、細(xì)膩地涂覆在鋁箔/銅箔上。它能提供的靜態(tài)導(dǎo)電性能,收集活性物質(zhì)的微電流,從而可以大幅度降低正/負(fù)極材料和集流之間的接觸電阻,并能提高兩者之間的附著能力,可減少粘結(jié)劑的使用量,進(jìn)而使電池的整體性能產(chǎn)生顯著的提升。 涂層分水性(水劑體系)和油性(有機(jī)溶劑體系)兩種類型。
鋰離子電池由于材料體系及制成工藝等諸多方面因素的影響,存在發(fā)生內(nèi)短路的風(fēng)險(xiǎn)。雖然鋰離子電池在出廠時(shí)都已經(jīng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的老化及自放電篩選,但由于過(guò)程失效及其他不可預(yù)知的使用因素影響,依然存在一定的失效概率導(dǎo)致使用過(guò)程中出現(xiàn)內(nèi)短路。對(duì)于動(dòng)力電池,其電池組中鋰離子電池多達(dá)幾百節(jié)甚至上萬(wàn)節(jié),大大放大了電池組發(fā)生內(nèi)短的概率。由于動(dòng)力電池組內(nèi)部所蘊(yùn)含的能量,內(nèi)短路的發(fā)生極易誘發(fā)惡性事故,導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
鋰離子電池需求情況考察手機(jī)和筆記本兩大下游的情況。2013年前5個(gè)月國(guó)內(nèi)的手機(jī)總產(chǎn)量為5.58億部,同比增長(zhǎng)22.02%,其中5月產(chǎn)量為1.23億部,同比增長(zhǎng)32.80%。手機(jī)市場(chǎng)的需求情況較好。同期,國(guó)內(nèi)筆記本計(jì)算機(jī)的總產(chǎn)量為9526.38萬(wàn)臺(tái),同比增長(zhǎng)3.86%,其中5月產(chǎn)量為1756.34萬(wàn)臺(tái),同比減少8.12%。筆記本市場(chǎng)的總體表現(xiàn)比較一般。鑒于手機(jī)市場(chǎng)的較好表現(xiàn),我們認(rèn)為2013年全年鋰電池行業(yè)的需求有望總體維持穩(wěn)定增長(zhǎng)。