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锂电池正负极片回收 |
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锂离子电池在充放电过程中会由于脱嵌锂而发生结构膨胀或收缩。在对锂离子电池充电时,负极侧发生的是插层嵌锂(例如石墨负极、硬碳负极等)或合金化嵌锂(例如硅基负极、锂金属负极等)的过程,因此负极材料一般会随着嵌锂深度的增加而发生明显的体积膨胀,例如石墨负极一般会产生10~15%的体积膨胀,而硅基负极大可产生300%的体积膨胀。
锂电池正负极片结构,其中正极片包括铝箔及其两面附着的敷料,其中正极片两端的正反面分别设有铝箔裸露面,其中一端裸露面为正极安全位,另一端的正面裸露面上设有正极耳位和正极耳折叠线,其反面裸露面上设有正极耳位和正极片反包位和正极对接端;负极片包括铜箔及其两面附着的敷料,其中负极片一端的正反面分别设有铜箔裸露面,其中正面裸露面上设有负极耳和负极对接端,其反面裸露面上设有一折叠线和二折叠线和极耳位。
锂离子电池电芯主要由正极片、负极片、隔膜、电解液组成。正极通常由活性物质(如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等)与导电剂(如乙炔黑、导电石墨、炉黑等)以及粘结剂(如聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶)等混合均匀,搅拌成糊状浆料,均匀地涂覆在铝箔的两侧,在氮气流下干燥以除去有机物分散剂,然后用辊压机压制成型,再按设计要求裁切成规定尺寸的极片。
锂离子电池极片可看成一种复合材料,主要由以下几部分组成: (1)活性物质颗粒,嵌入或脱出锂离子,正极颗粒提供锂源,负极颗粒接受锂离子; (2)导电剂和黏结剂相互混合的组成相(碳胶相),粘结剂连结活物质颗粒,涂层与集流体,导电剂导通电子; (3)孔隙,填满电解液,这是极片中锂离子传输的通道。
对于集流体,除了其厚度重量对锂电池有影响外,集流体表面性能对电池的生产及性能也有较大的影响。尤其是负极集流体,由于制备技术的缺陷,市场上的铜箔以单面毛、双面毛、双面粗化品种为主。这种两面结构不对称导致负极两面涂层接触电阻不对称,进而使两面负极容量不能均匀释放;同时,两面不对称也引发负极涂层粘结强度不一致,是的两面负极涂层充放电循环寿命严重失衡,进而加快电池容量的衰减。
我们都知道,锂电池工作原理是将化学能转化为电能的一种电化学装置,那么在这个过程中,我们需要一种介质把化学能转化的电能传递出来,这里就需要导电的材料。而在普通材料中,金属材料是导电性好的材料而在金属材料里价格便宜导电性又好的就是铜箔和铝箔。同时,在锂电池中,我们主要有卷绕和叠片两种加工方式。相对于卷绕来说,需要用于制备电池的极片具有一定的柔软性,才能极片在卷绕时不发生脆断等问题,而金属材料中,铜铝箔也是质地较软的金属。后就是考虑电池制备成本,相对来说,铜铝箔价格相对便宜,世界上铜和铝元素资源丰富。