鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2758次 | 2018年04月27日
污染環(huán)境:鋰電池的生產(chǎn)和回收環(huán)節(jié)
其實(shí),污染要看怎么看,這里可能強(qiáng)調(diào)的是其他電池的對(duì)比,然后主要是指鋰離子電池,因?yàn)殇囋姵噩F(xiàn)在生產(chǎn)的企業(yè)也比較少。鋰電池產(chǎn)線生產(chǎn)過(guò)程,以及過(guò)程中會(huì)不會(huì)引起(氣體、水和土壤)污染?就現(xiàn)階段鋰電池生產(chǎn)過(guò)程,鋰電池(Li-ion)是不會(huì)有(有毒重金屬)污染的。
一、從電池本身先說(shuō)起
鋰電池對(duì)環(huán)境的污染
當(dāng)然,這個(gè)概念是相對(duì)的,和鉛酸,鎳鉻電池,它的污染是很小的,沒(méi)有重金屬污染。但是對(duì)于環(huán)境,還是肯定有害的(化學(xué)啥東西不毒?)。
電極材料和電解質(zhì)及溶劑可能污染:
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
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需要再次說(shuō)明的是,這些和傳統(tǒng)的電池相比,污染都是極低的。
二、再說(shuō)的生產(chǎn)電池的工序中可能產(chǎn)生的污染:
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
極片制成過(guò)程:在這幾個(gè)環(huán)節(jié)過(guò)程中,以國(guó)內(nèi)主流磷酸鐵鋰的體系,甚至是三元體系,不存在比較大的污染,當(dāng)然三元體系可能和鈷酸鋰還是有一定的污染的,比如說(shuō)鈷、錳、鎳都算是重金屬,但是相對(duì)來(lái)說(shuō)還算是比較環(huán)保。其中,磷酸鐵鋰最為環(huán)保。
剩余部分,除了按上面所說(shuō)材料的污染,注液中溶劑主要是環(huán)狀/鏈狀碳酸酯或者羧酸酯。溶質(zhì)主要是鋰鹽六氟磷酸鋰,添加劑主要是成膜添加劑、阻燃添加劑、導(dǎo)電添加劑、改善低溫放電添加劑。整個(gè)過(guò)程污染也都還好,當(dāng)然化學(xué)藥劑,不注意其控制,對(duì)環(huán)境肯定是有污染的。至于最后封裝和化成,那污染就更小了。
三、再談?wù)劵厥詹糠?/p>
對(duì)于鈷酸鋰和三元體系,當(dāng)然還是有回收必要的,畢竟里面含有重金屬。但是,磷酸鐵鋰,除了內(nèi)部電解液等等基本無(wú)害,對(duì)比其他電池也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害中金屬元素和物質(zhì),所以污染相對(duì)較小。
不過(guò),廢舊鋰離子電池中的物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境中還是可造成重金屬鎳、鈷污染(包括砷),氟污染,有機(jī)物污染,粉塵和酸堿污染。廢舊鋰離子電池的電解質(zhì)及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,如LiPF6,LiAsF6,LiCF3S03,HF,P201等,溶劑及其分解和水解產(chǎn)物,如DME,甲醇、甲酸等,都是有毒有害物質(zhì),還是需要將廢舊鋰電池送到有資質(zhì)的地方進(jìn)行統(tǒng)一處理,不要隨意丟棄。
四、看看某生產(chǎn)鋰電池車間員工所說(shuō)的:
1、最開始的打漿車間,將正極材料放入打漿機(jī)攪拌,研發(fā)出的工藝,高速低速、什么階段打多長(zhǎng)時(shí)間。打漿車間能是什么樣?今年開廠搞了衛(wèi)生,半個(gè)月之后地板就黑的不成樣了,到了車間里邊味道就是從來(lái)沒(méi)有聞到的異味。但不是最難聞的,高票答案里的磷酸鐵鋰我們用的很少很少,除非接到訂單時(shí)客戶要求,畢竟貴嘛。大多數(shù)用錳,但很多時(shí)候是錳和鈷混著用,三元(包裝上都寫著鎳鈷錳)在年前投了好多,看訂單的電池尺寸,約摸著像是充電寶用。
來(lái)說(shuō)說(shuō)這些粉料?文科生,我也說(shuō)出來(lái)為什么會(huì)有以下出現(xiàn)的那些感覺(jué)以及為什么會(huì)有各種味道。
PVDF,聞起來(lái)酸酸的,看起來(lái)跟面粉一樣,但是到手上之后就沒(méi)有面粉一樣那么滑溜溜的,一會(huì)兒就感覺(jué)手變得干澀。
正極粉料,在沒(méi)進(jìn)打漿機(jī)之前我是沒(méi)聞出來(lái)啥味兒,放在烤箱里烤過(guò)之后也沒(méi)有太重的味道。
負(fù)極材料,就是各種石墨,那是沒(méi)味道的,不過(guò)太臟而已。鉛筆那筆芯,玩兒多了手上烏黑發(fā)亮的,就是那樣,用黑手粉洗一下挺干凈。我們負(fù)極材料供應(yīng)商送貨的車,車廂滑溜溜的。。箱子一推就滑到車屁股那里。
NMP,應(yīng)該是作為電池漿料的主要溶劑,我們廠廢液罐那里,好難聞,有一次回收廢液的管子破了,所以臨時(shí)換了個(gè)薄的那種橡膠管,沒(méi)幾天就又破了。現(xiàn)在用的是硬又厚的那種,PVC管嗎?這種東西的污染應(yīng)該是最大的。
導(dǎo)電粉,供應(yīng)商叫碳黑,包裝袋都用的是牛皮紙,顆粒極細(xì),這種黑是純黑純黑的,特別特別黑。只有黑的黑。袋子上有寫Corban?(估計(jì)拼錯(cuò)了。。)
沒(méi)了。。
2、涂布車間就干凈很多了,因?yàn)榇驖{完了之后直接封裝入罐,只用一根管子給涂布機(jī)添料,這時(shí)候的漿料從粉塵變成了奶昔一樣的黑色,看起來(lái)要更純一些,顆粒幾乎沒(méi)有了。
3、涂布到滾壓之前的干燥車間,是一條線,從漿料一路順著傳送帶過(guò)去到了機(jī)位就干了,直接收卷。在這個(gè)地方。。大概10米?我艸,真是要了命了。氣味刺鼻,可又不是那種尖尖的刺鼻感,眼睛也會(huì)有些不太舒服。中間不停的走,出車間之后,舔一下嘴唇,嗯,是苦的(會(huì)不會(huì)變異成電池俠啊?)哦,對(duì)了,這里涂布的工人師傅,難免工作中會(huì)接觸漿料,然后。。下班打卡的時(shí)候,機(jī)器指紋識(shí)別就會(huì)很困難,摁了半天都沒(méi)反應(yīng),我之前在倉(cāng)庫(kù),因?yàn)橐徇\(yùn)一些粉料,卸貨什么的,也有打卡不靈的時(shí)候。后來(lái)這師傅上班就把那根指頭包起來(lái)了。。
3、接著走,然后是對(duì)輥、分條車間,這里就好多了,無(wú)論機(jī)器、還是地板,空調(diào)的送風(fēng)口,當(dāng)然是黑乎乎的。好在味道少了好多。
4、制片卷繞車間,不干凈,機(jī)器聲音大,異味大,可不知道為什么是一種略微香一些的味道(我不敢說(shuō)這里好聞,但是對(duì)比前邊車間,這兒的確好聞)工作臺(tái)上都很臟,雖然已經(jīng)是對(duì)輥壓過(guò)得極片,可還是輕輕一摸就會(huì)粘手上一些。
5、頂封車間,這里用的鋁塑膜,味道的話。。。就是一些高溫燃燒鋁塑膜產(chǎn)生的類似加溫塑料又不見(jiàn)明火時(shí)的味道。干凈,真的,比前幾道工序干凈多了。
6、接下來(lái)是抽真空什么的,需要時(shí)間來(lái)完成的,也都沒(méi)有員工值守,只是到點(diǎn)兒了檢查然后轉(zhuǎn)交下個(gè)工序。
7、這個(gè)車間?太刺激了!!我說(shuō)的就是味道,還有這車間用的東西接觸到皮膚之后的感覺(jué),都是刺激!!!注液車間。氣味是刺鼻的那種味道,但不至于流鼻涕,有些。。。聞了讓人更清醒的感覺(jué)~員工操作都是隔開的,就電視上、電影里:一個(gè)箱子,人在外邊,胳膊進(jìn)去的時(shí)候戴手套,手套是跟箱子連著的。我有次幫忙廠里回收?qǐng)?bào)廢電池,傻逼逼的用手去扒拉,然后那只手手掌的指甲根部分,疼了好幾天,微微的破皮,腐蝕了唄。這個(gè)應(yīng)該是很污染的。哦對(duì)了,此時(shí)車間已經(jīng)很干凈,地板能看到本來(lái)顏色。
我說(shuō)到哪兒了、接下來(lái)的工序就是在外形上做修整了,還有一些保持一個(gè)姿勢(shì)花費(fèi)時(shí)間的工序,老化什么的。
9、關(guān)于廢液的處理,NMP廢液供應(yīng)商會(huì)回收,以采購(gòu)價(jià)的一半進(jìn)行回收。涂布機(jī)上關(guān)鍵部位的清洗和打漿之后周轉(zhuǎn)罐的清洗。。。。下水道的老鼠會(huì)不會(huì)也教烏龜做電池?
以上這些,都是我在倉(cāng)庫(kù)時(shí)候了解的,這也只是我們廠,并不代表所有生產(chǎn)電池的地方不是?二三百人的規(guī)模而已。你要是去比亞迪,那肯定就不一樣了。所以還望沒(méi)見(jiàn)過(guò)電池生產(chǎn)的朋友不要以我的回答概全。
討論鋰電池含有有毒物質(zhì)較少,討論他的污染問(wèn)題并不是很有意義。主要看生產(chǎn)企業(yè)的管控,生產(chǎn)化學(xué)農(nóng)藥的管控的好,同樣很好,相反,生產(chǎn)鋰電池的企業(yè)不加管控,那也不能忽視。
從各個(gè)成分對(duì)人體毒性上看鋰電池的污染問(wèn)題。其組成有以下幾種:
1.正負(fù)極集流體,一般,正極用鋁箔,負(fù)極用銅箔,還可能焊一些鎳帶做連接導(dǎo)電用。這些基本沒(méi)有毒性。現(xiàn)在出現(xiàn)的一些廢舊鋰電池回收單位就是靠回收這些和鋼殼鋁殼掙錢。標(biāo)簽:可回收利用,無(wú)污染。
2.負(fù)極一般是石墨,少數(shù)可能是鈦酸鋰或是硅基材料,當(dāng)然錫基負(fù)極也有,但是太他媽的高端了,現(xiàn)在沒(méi)人用。石墨分為,天然石墨和人造石墨,天然石墨來(lái)源于石墨礦,然后再進(jìn)行一些加工,這個(gè)天然石墨的開采,污染還是比較嚴(yán)重的,主要是對(duì)呼吸道的損壞,大家可以搜一下;人造石墨,是用石油焦或是瀝青等高分子物高溫石墨化制成,基本無(wú)污染。有一些鋰電池中石墨浮選的回收方法,但是不知道現(xiàn)在應(yīng)用的怎么樣了,肯定可以回收。鈦酸鋰的生產(chǎn)流程不清楚。硅基負(fù)極基本無(wú)污染。按照用量最大的石墨進(jìn)行評(píng)估。標(biāo)簽:中度污染,回收情況不明。
3.正極:目前的正極有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料、鈷酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰。磷酸鐵鋰,一般用作汽車電池或是儲(chǔ)能電池,無(wú)毒性。錳酸鋰,電動(dòng)自行車電池,無(wú)毒性。三元材料:鎳鈷錳酸鋰,用途廣泛,電動(dòng)自行車、電子產(chǎn)品、航模等,鈷元素有毒。鈷酸鋰,數(shù)碼類的產(chǎn)品,手機(jī)、pad等,中等毒性。鎳鈷鋁酸鋰:不明,猜測(cè)和鎳鈷錳酸鋰一樣。
4、電解液為有機(jī)溶劑和鋰鹽組成,有機(jī)溶劑一般有PC、EC、DEC、DMC、DME等,其中DMC為微度,其他是無(wú)毒。鋰鹽是六氟磷酸鋰(用的最多,也有其他鋰鹽),遇水則水解生成HF,有毒。
5、外殼有幾大類:鋁殼、鋼殼、塑料殼、鋁塑膜。其中鋁殼、鋼殼無(wú)毒。塑料殼和鋁塑膜則是白色污染。
6、隔膜,一般是聚烯烴類的微孔薄膜,PP、PE,白色污染。
7、粘結(jié)劑,目前一般有丁苯橡膠SBR、聚偏氟乙烯PVdF、還有一些丙烯酸類的粘結(jié)劑。這些就當(dāng)做是白色污染吧。
另外鋰電加工過(guò)程中使用到的物質(zhì)主要是NMP(微毒),用作是正負(fù)極的溶劑,在制造過(guò)程中蒸發(fā)掉,企業(yè)需要控制其排放量,并且回收。
我認(rèn)為,目前鋰電存在的污染問(wèn)題主要有三大類:
第一、生產(chǎn)過(guò)程中清洗正負(fù)極制漿的設(shè)備和涂布設(shè)備造成的污染,這兩個(gè)是包括正極負(fù)極材料、NMP、膠等物質(zhì),一些企業(yè)控制不好(惡意揣測(cè)不想控制)導(dǎo)致含毒廢水泄露。
第一點(diǎn)一、生產(chǎn)過(guò)程中清洗注電解液時(shí)的用品,可能導(dǎo)致含電解液的水流入下水道。
一般情況下,技術(shù)研發(fā)人員很可能將水直接排入下水道。
第二、NMP回收不徹底。
第三、市場(chǎng)上流通的鋰電池確實(shí)很少有回收的,一是鋰電本身污染小,大家重視程度不夠;二是、鋰電回收收益低。導(dǎo)致現(xiàn)在鋰電池不想鉛酸電池一樣有大規(guī)模的回收應(yīng)用,而更像鎳氫等電池一樣,只有寥寥的一些“不要隨意丟棄電池”這樣的標(biāo)語(yǔ)。