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应用故事 | 热质联用研究废旧锂电池极片在热解过程中的产气情况

更新时间：2023-10-12 点击次数：479

从20五年着手，跟随新生物质能、3C网上和電動器具等教育领域的尽快趋势，对锂充电手机驱动力储能电池的板充电箱板板的消费应用量不可估量，已经越来越多愈多的商家舍身于锂充电手机驱动力储能电池的板充电箱板板的出产研制，调查显示数据，2017年我们国家原因充电手机驱动力储能电池的板充电箱板板安装系统消耗量为16.5GWh，2030年加强到296GWh。跟随時间的時间，应用过程中中充电手机驱动力储能电池的板充电箱板板的能会着手衰减，直到报损，现阶段原因锂充电手机驱动力储能电池的板充电箱板板的平均水平应用施用期约为4-七年，于是从201七年着手，后期应用的锂充电手机驱动力储能电池的板充电箱板板已着手纷纷退役，废弃充电手机驱动力储能电池的板充电箱板板的整理和回笼范围随后将已经越来越多越大，据估摸着，2019-2025年我们国家退役原因充电手机驱动力储能电池的板充电箱板板安装系统消耗量预期将由0.2GWh增长至52.0GWh。

相对老旧磷酸铁锂容量充电充电干容量电池充电，现下最基本有两类补救生产工艺，第一是梯次采用，快要退役容量充电充电干容量电池充电用在储能技术等相关邻域，这最基本根据磷酸铁磷酸铁锂容量充电充电干容量电池充电；第二分解使用，快要退役容量充电充电干容量电池充电对其实现尖端放电和分解，炼制主料，故而对其实现不断循环采用，有效性节俭分娩制造费，四元容量充电充电干容量电池充电现下以分解使用为大部分。使用的最基本生产工艺有火法冶金工程材料机械、湿法冶金工程材料机械和生物技术浸出等，进来湿法冶金工程材料机械使用率较高，愈发已成为磷酸铁锂容量充电充电干容量电池充电使用的最基本生产工艺生产工艺。

民用锂电瓶一般是由氟塑料或废黑色金属件外层、正极（Al箔上的锂废黑色金属件空气铁的氧化物）、负极（Cu箔上的石墨）、电解设备液（LiPF6、DMC、EC、EMC等）、胶粘剂（如PVDF）和隔阂组合，回笼的主要关键是正极上的有价废黑色金属件，如锂、钴、镍。因为，电瓶废料中的致癌物料在回笼预补救历程中进行排放的气体和导至的隐藏快消失是一个个要有充分考虑的明显状况。要了解电瓶材质在热解历程中行成的气体类形，利于考虑为宜的气体补救具体措施，变低相关的的的风险，SEO优化回笼加工。

本诗以废弃恩贝益锂电特征剖析，讲解热质联用方法步骤剖析拆装锂电极片在热解时候中有的逸撒气体。先将废弃锂电实行发出电进行处理，接下来在半指手套箱中拆装，拆出正极片，晒干后实行正空打包。测试英文方法实验仪器为STA-QMS，测试英文方法前在空气的下拉开打包，尽快称重样品管理，放进坩埚，接下来放进炉腔内，通入Ar吹扫，将炉腔内的节日工作氛围换置为清透的惰性节日工作氛围，以10K/min从35℃变热到700℃，Ar节日工作氛围，质谱采取复印机扫描机方式，从1amu复印机扫描机到120amu。

下图为正极片的失重及质谱信号（质谱信息较多，所以分成4张图显示），样品的失重过程主要分为3个阶段，失重量分别为3.62%、2.13%和3.09%。根据质谱的检测结果，第一个阶段的气体产物比较复杂，跟NIST谱库对照后，判断逸出气体可能为H2（m2）、H2O（m18）、HF（m19）、CxHy（m14、m15、m16、m26、m27、m29、m30、m42）、C2HF（m31、m44）、C2H2F（m44、m45、m46）、C3H4O3（m29、m43、m88）、POF3（m69、85、104），第二阶段产物相对简单，逸出气体可能为H2O（m18）、C2H6O（m15、29、45、46）和CO2（m44），第三阶段的逸出气体可能为O2（m16、m32）、CH3F（m33、m34）、CO2（m22、m44）和C2H2F（m44、m45、m46）。

通过以上分析可知，200℃以下产生的含氟气体主要来源于电解液，除此以外还有溶剂挥发产生的烃类、酯类物质、及水（游离水或结合水）和氢气，200℃-380℃之间，气体产物主要为水（反应水）、溶剂分解产生的醚类气体和CO2，380℃-700℃间主要为PVDF分解的产物，气体产物为CO2及一些含氟气体，O2可能来源于正极活性物质的分解。

灵活运用热质联用是都可以对极片产品的样品在整体热解的时候中的气态结果确定间断性查测，都可以是都可以定性分析极片热解的变化的时候，分析空气发布的时候和空气种类，为蓄电池收旧工艺流程出具的理论基础理论和指点。