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燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置,他的正极是氧电极,负极是氢或碳氢化合物或乙醇等燃料电极。催化剂在正极催化氧的还原反应,从外电路向氧电极反应部位传导电子;在负极催化燃料的氧化反应,从反应部位向外电路传导电子;电解液输送燃料电极和氧电极反应产生的离子,并且阻止电子的传递。电子通过外电路作功,并形成电的回路。只要燃料和氧不断地从装置外部供给电池,就有放电产物不断地从装置向外排出(氢氧燃料电池)。
新能源汽车动力锂电池再利用领域主要瞄准ICT领域、家庭以及可再生能源发电储能等领域。虽然动力锂电池再利用实践在国内还未开展,但是在日本、美国已经有多年的示范经验。日韩从新能源汽车发展伊始就开始着力动力电池再利用的研究,这些前期研究工作给我国开展电池再利用研究提供了很好的借鉴。
动力锂电池再利用终端主要瞄准家庭储能、店铺、新能源分布式发电、防灾据点以及通讯基站应用等领域。储能领域应用对能量密度的要求不高,但是对循环寿命和价格要求相对较为苛刻,考虑电池回收、转换及运输等多重成本,车用废旧电池实际的回收价值将不到新电池成本的10%,在价格上可以满足储能的要求,但是循环寿命的验证还需要在电池设计时予以考虑,在储能利用环节的寿命要求。
动力锂电池再利用获益空间的不确定。虽然从动力锂电池企业提供的电池数据显示,新能源汽车淘汰的电池还将保留70-80%的有效能量,而且在成本上具备较强的优势,但是电池在利用领域主要集中储能领域还面临诸多挑战。我国的储能电池还是集中在通讯基站储能和大型数据中心、银行等UPS储能,而且主流储能方式还是铅酸电池,这些领域动力锂电池再利用的替代还存在不确定性。此外针对新能源储能,还受限于国家在新能源分布式发电领域的支持力度。
在全球发展电动车、储能电池等新能源产业的今天,锂电池做为公认的理想储能元件,得到了更高的关注。我国也在动力电池领域投入了的资金和政策支持,已经涌现了比亚迪、比克、力神、中航锂电等全球电池行业引人注目的骨干企业。正极材料、负极材料、电池隔膜、电解液是锂电池重要的四项原材料,锂电池隔膜由于投资风险大、技术门槛高,一直未能实现国内大规模生产,成为制约我国锂电池行业发展的瓶颈,特别是在对安全性、一致性要求更高的动力锂离子电池领域,更是我国从锂电池生产大国到锂电池生产强国难以逾越的障碍。
电池内部缺陷和外部滥用条件是造成动力电池热失控的根源,某一电池的热失控由于传热效应可能引发相邻电池接连发生热失控,从而造成整个电池组的起火。为真正衡量我们动力电池内部缺陷与外部滥用条件的极限情况,通过对不同场景下的电池进行持续监测,定量划分电池安全使用的边界,从而得到可量化的特征参数,这也就是动力电池的安全边界。