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在化学电池回收中,化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果,这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成,如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。正极活性物质由电位较正并在电解质中稳定的氧化剂组成,如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物,氧或空气,卤素及其盐类,含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料,如酸、碱、盐的水溶液,有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等。当外电路断开时,两极之间虽然有电位差(开路电压),但没有电流,存储在电池中的化学能并不转换为电能。当外电路闭合时,在两电极电位差的作用下即有电流流过外电路。同时在电池内部,由于电解质中不存在自由电子,电荷的传递必然伴随两极活性物质与电解质界面的氧化或还原反应,以及反应物和反应产物的物质迁移。电荷在电解质中的传递也要由离子的迁移来完成。因此,电池内部正常的电荷传递和物质传递过程是保证正常输出电能的必要条件。充电时,电池内部的传电和传质过程的方向恰与放电相反;电极反应必须是可逆的,才能保证反方向传质与传电过程的正常进行。因此,电极反应可逆是构成蓄电池的必要条件。G为吉布斯反应自由能增量(焦);F为法拉*常数=96500库=26.8安·小时;n为电池反应的当量数。这是电池电动势与电池反应之间的基本热力学关系式,也是计算电池能量转换效率的基本热力学方程式。实际上,当电流流过电极时,电极电势都要偏离热力学平衡的电极电势,这种现象称为极化。电流密度(单位电极面积上通过的电流)越大,极化越严重。极化现象是造成电池能量损失的重要原因之一。
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除此之外,退役动力电池变得抢手也与其资源化利用率有关。 一般来说,新能源汽车中的动力电池在衰减大于20%时,就无法满足汽车驾驶的要求,需要“退休”。对于衰减区间在20%-40%的退役电池,可以满足二次使用的梯次利用,比如用在通信基站、太阳能路灯、UPS电源及其他小型储能领域。 如果衰减超过40%,动力电池一般就只能被拆解进行资源化利用,这也成为动力电池回收市场的第二种商业模式。在原材料翻倍上涨的行情下,直接提取电池里的锂钴镍元素,进行资源化利用,远比梯次利用更划算。 在回收的经济效益放大之下,不少业内人士也认为,考虑到梯次利用标准很高,当前电池资源化利用更符合实际情况。 巨头们纷纷下场掘金 相关统计数据显示,动力电池正被视为下一个风口,市场红利也让各方的关注热情高涨。 据韩国市场研究机构SNE数据显示,截至2020年,中国动力电池退役量约达25GWh,而到2025年,中国动力电池退役量将达90GWh。