退役鋰電池帶電破碎安全風險研究進展*

何佰玫,何昕陽,陳俊冬,王建波

(1.西南科技大學 環境與資源學院,四川 綿陽 621010;2.固體廢物處理與資源化教育部重點實驗室,四川 綿陽 621010)

0 引言

1985年Akira Yoshino基于John Goodenough對可嵌入鋰離子陰極的研究成果,創造了第一個商業上可行的鋰離子電池[1],也創造了一個可重復充電的世界,從而使無化石燃料的社會成為可能。1991年,鋰離子電池首次進入市場[2],從此極大改變了人們的生活。目前,鋰電池作為人類擺脫傳統能源約束的重要突破口,已被廣泛用于消費電子、航空航天、大型儲能、新能源汽車等領域[3]。國務院發布的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》提出,至2035年,我國新能源汽車市場滲透率將從2021年的13.4%提升到20%[4]。然而我國新能源產業在快速發展的同時,也面臨著巨大的資源和環境壓力,作為新能源汽車的“心臟”——鋰電池一般在使用5～8 a后進入退役期,據中國汽車技術研究中心測算,至2022年動力電池累計退役量達88 GW·h,相當于約176萬輛電動汽車的裝車量,大規模退役鋰電池的處置問題亟待解決。

目前已有許多學者針對鋰電池回收問題進行了深入研究,退役鋰電池經前處理環節獲得純凈的正極粉末后[5-12],有價金屬以離子態或化合態從正極粉末中分離[13-19],再通過富集純化再生為鋰電池原料[20-22]。退役鋰電池必須經過穩定化消除其殘余電能,才能杜絕在后續回收過程中發生燃爆,鋰電池穩定化技術對于整個回收流程的安全至關重要。

退役鋰電池的穩定化技術包括鹽溶液放電、電子負載放電和導電粉末放電[23]。……