关键词： 废旧锂离子电池   磷酸铁锂   三元正极材料   锂离子电池回收   高值化利用  

摘要： 锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长等独特优势，已成为移动电子设备与电动汽车的主要电源之一。然而，锂离子电池在正常使用和梯次利用报废后，若未能合理处置，将导致巨大的资源浪费和严重的环境污染问题。目前，废旧锂离子电池正极材料的传统闭环回收方法主要包括直接再生、火法回收和湿法回收，这些方法主要是将废旧电池正极材料中的有价金属回收并再生用于电池工业。同时，关于废旧锂离子电池正极材料非闭环高值化的研究也大量涌现。然而，由于相关研究分化程度高、隔离性强，缺乏对废旧锂离子电池正极材料有价金属的传统闭环回收与非闭环高值化研究现状和前景的系统性整理和评价。为弥补该不足，系统论述了废旧磷酸铁锂与三元正极材料有价金属的闭环回收处理现状，以及废旧锂离子电池正极材料有价金属非闭环转化为其他储能装置的电极材料或环境功能材料的潜力，并从产业角度对两种不同回收模式的工艺和产品性能进行了比较和评价。在此基础上，简要概述了废旧锂离子电池正极材料闭环回收与非闭环高值化利用相关的挑战与发展趋势，为废旧锂离子电池正极材料的合理处置提供了重要参考。

关键词： 废旧磷酸铁锂电池   回收   机械固相氧化   浸取   选择性   过硫酸钾  

摘要： 采用K2S2O8作为氧化剂，分别通过氧化浸出、机械活化联合氧化浸出、机械固相氧化联合水浸等三种方法对废旧磷酸铁锂(LiFePO4)电池正极粉末进行处理。结果表明，在三种方式最佳条件下，氧化浸出方式的Li浸出率为89.03%（质量分数）、机械活化联合氧化浸出方式的Li浸出率为92.36%（质量分数），机械固相氧化联合水浸方式的效果最佳，Li浸出率为98.26%（质量分数）。此时，Fe化合物也与Li完全分离，选择性较高。通过添加K3PO4将浸出的锂离子以Li3PO4沉淀的形式提取回收，经电感耦合等离子体质谱仪检测，纯度可达98.67%。采用X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪对浸出机理进行分析，结果表明，在机械化学固相氧化过程中，机械力不仅诱导了粒度的减小，还作为氧化反应的驱动力，使得Li+迁出，Fe（Ⅱ）被氧化为Fe（Ⅲ），为之后的水浸过程提供了良好条件，实现了Li和Fe的选择性分离。

关键词： 磷酸铁锂电池   热失控产物   爆炸下限   Le Chatelier定律   绝热火焰温度  

摘要： 为准确预测磷酸铁锂电池热失控产物的爆炸下限，在密闭压力容器内开展了磷酸铁锂电池热失控试验，结合热失控特性和气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术，计算了热失控产物气体组分，基于能量守恒方程和绝热火焰温度，建立磷酸铁锂电池热失控产物爆炸下限的预测模型，并验证了绝热火焰温度法、Le Chatelier法和Jones法的准确性，考察了电解液蒸汽对热失控产物爆炸下限的影响。结果表明，常温下Le Chatelier法计算的爆炸下限偏差最小，为1.14%，绝热火焰温度法偏差最大，为10.02%。在60%～100%荷电状态（SOC）范围内，磷酸铁锂电池泄放气体的爆炸下限先升后降。当热失控产物考虑电解液蒸汽时，60%SOC磷酸铁锂电池热失控产物爆炸下限仅为3.93%，较未考虑电解液蒸汽热失控气体的爆炸下限降低了22.49%，这说明电解液蒸汽增加了磷酸铁锂电池热失控产物的爆炸风险。

关键词： 废旧磷酸铁锂   回收   无磷酸工艺   硫酸亚铁   磷酸锂  

摘要： 介绍了一种对废旧磷酸铁锂正极材料进行高价值回收利用的方法。材料中的Fe、P、Li元素分别以FeSO4、FePO4和Li3PO4形式回收，以Li3PO4形式回收Li的收率达到93%。该回收工艺不使用磷酸或磷酸盐，具体包括5个步骤：①将废旧磷酸铁锂正极材料用硫酸酸溶；②将1/3以上的Fe2+离子以硫酸亚铁形式重结晶出来；③对Fe2+进行氧化处理并调整溶液pH至2.0～3.0，使Fe2+离子以FePO4形式析出，制得的FePO4可以用于固相法制备LiFePO4；④将分离FePO4后滤液的pH值调至11.0，其中的Li+、PO43-离子浓度达到沉淀析出条件，析出Li3PO4沉淀；⑤将制得的亚铁盐与Li3PO4通过水热法制备LiFePO4，制得的LiFePO4材料表现出良好的电化学性能。

关键词： 长春应化所   新工艺开发   分离工艺   回收再利用   节能减排   动力锂电池   磷酸铁锂   萃取体系  

摘要： 长春应化所于2023年自主建成一条年处理百吨级废旧锂电中试示范线,可满足三元、磷酸铁锂、钴酸锂等锂电黑粉浸出、萃取分离和回收利用,是集新萃取体系评估、新工艺开发和生产示范为一体的中试试验平台。课题组创新分离工艺,解决了黑粉浸出液中铝和钙镁等杂质元素对镍钴锰和锂的萃取分离影响严重的技术难题,通过发展新分离工艺技术,达到节能减排、降低生产成本的目的。

关键词： 自立自强   磷酸铁锂   人才培养   实体经济   关键核心技术   青年突击队   自力更生   创造条件  

摘要： 2023年4月,习近平总书记视察广汽埃安时强调:“中国是个大国,要重视实体经济,走自力更生之路。关键核心技术要立足自主研发,也欢迎国际合作。要加强教育和人才培养,夯实科技自立自强根基。”

关键词： 高速铁路   磷酸铁锂电池   信号中继站   不间断电源   电池管理系统  

摘要： 为满足高速铁路信号中继站电源系统的安全性、可靠性、可用性要求,通过调查国内高速铁路信号电源系统的供电原理、容量配置,以及铅酸电池组出现的问题,对磷酸铁锂电池与铅酸电池的性能差异进行分析,根据磷酸铁锂电池在国内各行业的应用情况,提出一种新型磷酸铁锂电池UPS电源系统设计方案。通过综合分析信号中继站内UPS的工作原理、UPS系统及蓄电池组的容量配置,构建一套具有高安全性的一体化锂电池UPS电源系统,电池模块采用高安全性设计,具备更加完善的故障保护及监测功能,在满足后备时间要求的同时,节约机房面积,保障铁路信号电源系统运行安全,以期为后续磷酸铁锂电池在高速铁路信号领域中应用提供参考。

关键词： 杂原子掺杂   碳纳米管   磷酸铁锂   催化性能   锌空气电池  

摘要： 利用废旧磷酸铁锂电池回收得到的磷酸铁(FePO_(4))作为铁源和磷源,与多壁碳纳米管混合在氮气中进行热处理,得到Fe、N、P共掺杂碳基催化剂。结果表明:煅烧温度为800℃的碳基催化剂具有优异的阴极氧还原反应催化活性和稳定性,碱性电解质中其半波电位可达到0.86V,优于商用Pt/C催化剂(0.83V);旋转速率为1600r/min时极限电流密度为5.51mA/cm^(2);用作锌空气电池阴极催化剂时,在电流密度5mA/cm^(2)条件下充电、放电电压差可低至0.78V,最大功率密度达到137.4mW/cm^(2),优于Pt/C催化剂。

关键词： 压缩空气储能   磷酸铁锂电池   光伏电站   经济性分析  

摘要： 新能源电站配备储能是能源发展的重要趋势,储能电站可以平抑新能源出力的波动,提高能源利用率和电网安全性。为比较不同类型的储能电站与光伏电站联合运营的经济效益,针对储能电站建立了电量模型、经济模型和成本模型,并以甘肃某10万kW光伏电站项目为研究对象,研究了光伏电站配备不同储能形式的经济性和控制策略。采用了一种基于距离的K-means聚类分析法来合并相似场景提炼原始数据,比较了单独配备磷酸铁锂电池储能、单独配备压缩空气储能以及压缩空气与磷酸铁锂电池耦合储能3种配置方式的经济性。结果显示:单独配置磷酸铁锂电池储能经济性最高,投资回收期为7.16 a;压缩空气与磷酸铁锂电池耦合储能的经济性次之,投资回收期为8.93 a;单独配置压缩空气储能的经济性最低,投资回收期为9.03 a。

关键词： 电化学   储能系统   磷酸铁锂电池   电池荷电   荷电状态  

摘要： 常规的磷酸铁锂电池荷电状态估计观测方程被设定为问题点位测定,其估计范围受限,导致最终得出的荷电状态估计稳态误差较大,为此,提出电化学储能系统中磷酸铁锂电池荷电状态估计研究。根据当前的荷电状态估计需求,先计算SOC估计补偿系数,再采用多阶的方式,打破估计范围的限制,建立多阶观测方程。以此为基础,设计深度神经网络磷酸铁锂电池荷电状态估计模型,并采用OCV核验修正实现状态估计。经过4个测试周期的分析,在0.1 s、0.3 s和0.5 s 3个放电时间背景下,磷酸铁锂电池最终得出的荷电状态估计稳态误差都被控制在0.4以下,且泛化能力明显提高,表明该方法更高效、具体,实用性强。