《汽车动力电池回收处理技术分析》开题报告4000字

汽车动力电池回收处理技术分析一、选题依据和意义（一）选题依据政策引导随着我国新能源汽车销量的增加，动力电池作为新能源汽车的零部件，其数量也迅速增长。然而当动力电池的容量下降至80％时，电池的续航能力大幅度降低，将无法满足电动汽车的使用需求，需要退役，因此对于退役动力电池的回收处理也成为我国面临的一个主要问题。从环境角度来看，尽管动力电池中不存在汞、镉、铅等毒害性较大的重金属材料，但其正负极材料及电解质溶液中仍然含有一些金属材料，例如钴酸锂和四氟硼酸锂等化学物质。这类化学物质不会直接污染环境，然而若处理不当，例如遇水或暴露在高温下将产生有毒气体，不仅会对环境造成破坏，也会危害我国人民的身体健康。从资源角度来看，一方面，动力电池中含有许多贵价金属，例如锂、钴等金属，如果退役动力电池直接报废，那么会直接造成金属资源的浪费。同时，我国对于该类金属资源的开采及储备量并不高，锂金属的年产量仅占全球产量的5%左右，95%的钴金属都需要依赖进口。因此对动力电池开展回收利用，可以进一步实现金属资源的循环利用。另一方面，当动力电池退役时，虽然其性能不再满足汽车的行驶需求，但此类电池仍然存在64%的能量剩余，可以用于对电池性能要求较低的场景，如通信基站、储能系统、低速电动交通工具等。因此，不仅需要对动力电池开展回收工作，更需要对其开展梯次利用工作，进一步提高能源使用效率。理论/技术依据我国新产业革命的兴起，新能源汽车替代传统的燃油车在技术上逐步走向成熟并实现了商业化，新能源汽车的相关研究也因之渐行渐丰。由此可以看出新能源汽车主要技术集中在电机及电池两方面，新能源汽车主要是使用动力电池代替传统燃油系统取消了排气系统转而使用电动机驱动。新能源汽车的技术创新的重点在于电池技术突破。在于电池正负极材料、电池电解液、隔膜、电极等相关核心技术的开发，让汽车动力电池向强度更高；质量更轻；安全更好；成本更低；寿命更长等方面发展。（二）选题意义新能源汽车的动力电池有一定的使用年限。动力电池随着时间推移避免不了产生能量衰减，续航降低等问题，在电动汽车的动力蓄电池退役后，假如处置不当，随便丢弃，一方面会带来环境污染和安全的隐患，另一方面会造成资源的浪费。我国动力电池回收体系并不完善，回收能力不足，大量电池的集中报废将对环境造成新一轮的挑战，报废电池的再利用及回收问题值得研究分析。现在我国使用的驱动核心的新能源电池，由于其材料和工艺的特性，电池达到一定时间就需要进行更换。而且更换的旧电池进行回收利用是非常有必要的，其主要体现在两个个方面：1.生产成本，市场上动力电池是新能源汽车成本的一半以上，如果电池能进行二次使用将大大降低生产成本；2.环境污染：新能源汽车动力电池的里面有许多金属比如锂、钴、镍等，以及一些氟化物、塑料隔膜，如果电池直接废弃在大自然中，将会造成严重污染。因此在我国能源汽车行业和市场的蓬勃发展背景下，由此产生的动力电池报废量亦呈现出逐年升高的趋势，废旧动力电池回收再利用的经济效益的评估显得尤为重要，由此可为再回收提供科学依据。二、国内外研究状况（一）国内研究现状关景文（2021）研究了动力电池回收的经济价值，在生产者责任延伸制度下，构建了基于动力电池制造商的三种循环利用模型，并采用博弈论的方法对各个模型中的参与者对其他的影响程度，体现出不同参与者在整个回收循环利用模型中的重要程度[1]。刘艳龙（2021）以企业社会责任为评判标准来比较动力电池回收三种模式，结论为企业社会责任和政府激励可促进生产商主动承担废旧产品回收的责任[2]。何熙途（2021）研究动力回收模式的多属性决策问题，提出了一种基于二维不确定因素和VIKOR相结合的方法对多属性决策问题进行最优方案的选择，并用实例验证了文中提出的组合模型的可行性[3]。刘慧丽（2021）分析了部分电池经过简单维修能满足被储能中心再次利用的需要，考虑了废旧动力电池储能中心节点的设计，并用启发式算法来实现区域库的选址工作[4]。（二）国外研究现状YoshikiMurakami（2020）等主要针对热处理过程中的锂离子平衡问题，对废旧锂离子电池进行热处理后，发现从废气处理设备中回收的粉尘量高于其他元素，电解液中金属元素转化为氧化物后会导致耐火材料腐蚀[5]。ThierryM（2020）对磷酸铁锂电池的回收量、回收技术、回收效益等方面研究现状进行了归纳，为未来动力电池回收产业的发展提供意见[6]。HeelanJ（2019）等从回收技术角度出发，设计了一种可以从湿法冶金中提取锂材料的方法，使整个闭环回收系统实现经济利益，利于推进废旧电池回收进程[7]。研究内容及思路方法（一）研究内容在国家“双碳”战略背景下，新能源迎来了蓬勃发展的良机，但是现阶段我国新能源汽车废旧动力电池回收工艺标准还不完善，因此本文在对国内外新能源汽车动力电池回收发展现状总结的基础上，评估了不同动力电池回收产生的主要成本及产生的经济效益进行了估算，成果标明由磷酸铁锂材料组成的电池回收主要是依靠物理回收，而三元电池通过湿法回收可取得较高的收益。总体来说，伴随着我国碳排放政策逐渐收紧，新能源汽车迎来飞速发展，由此产生出大量的电动车报废和回收情景，不断扩大的动力电池回收需求将迎来广阔的远景。2.重难点内容及研究思路（1）根据本文的研究方向查阅相关文献，深入了解现在国内外新能源汽车行业政策；（2）对新能源汽车动力电池回收利用因素进行分析，了解动力电池的组分以及回收处理方法及工艺，对比不同种类动力电池正极材料回收方法及回收流程。（3）对本新能源汽车电池回收环境和经济价值研究分析，得到新能源汽车电池回收利用价值及潜在市场；（4）最后对回收行业提出愿景。（二）研究方法或技术路线1.理论与实证相结合研究方法。首先需要阅读大量的文献，进行文献综述，从中能得到对论文所需要的理论的权威定义，严密的打下研究范围界定的基础。同时，对现有文献的集中分析，评价了现有文献的优点和缺乏的地方，归纳了相关研究领域存在的主要问题，为文章的后续研究奠定了基础。理论与实证研究相结合的方式会保证有效地解决废旧动力电池回收所存在的问题。2.定性定量分析通过定性分析新能源汽车动力电池的组分及回收方法分析，通过定量分析新能源汽车动力电池回收的环境和经济价值估算分析。3.案例研究方法通过实际新能源汽车动力电池回收案例，展开汽车动力电池回收处理技术详细分析。四、预期结果（不少于100字）本选题以信息不对称理论为基础/依据/核心，结合案例分析方法，拟完成四川省二手车市场现状及对策分析研究。预期得到的具体结果如下：1.本文得出了回收模式模型，可以看出，初期的经济利益主要由生产者和销售者获取，中期的销售利益由多家合作主体获取，而后期的经济利益主要由高度集成的回收机构获取。2.本文认为物质回收时,可选取多种工艺相结合，不仅采用高温提炼方式物质在真空环境下提炼后通过不同物质磁性大小的区别进行分拣。分拣后的金属物质若环境危害较大则将其重复应用于原本物质生产工作当中，让有毒金属进入死循环。3.通过对四个时期回收行业发展的分析，本文得出了以上回收模式模型，可以看出，初期的经济利益主要由生产者和销售者获取，中期的销售利益由多家合作主体获取，而后期的经济利益主要由高度集成的回收机构获取。五、进度计划2022.10.18-2022.11.20，确定选题、下达任务书2022.11.21-2022.12.16，完成汽车动力电池回收处理技术开题报告撰写及开题答辩2022.12.12-2023.02.26，收集和分析资料，完成汽车动力电池回收处理技术2023.02.27-2023.03.12，中期检查2023.03.26前，完成论文初稿2023.04.16前，完成论文定稿与查重，审定答辩资格2023.05.12前，毕业答辩、完成整改六、参考文献[1]关景文.动力电池回收处理负外部性补偿机制研究[D].江西理工大学,2021.[2]刘艳龙.基于演化博弈的动力电池回收策略研究[D].重庆大学,2021.[3]何熙途.基于闭环供应链的动力电池回收决策演化博弈研究[D].江西理工大学,2021.[4]刘慧丽.废旧新能源动力电池回收体系研究[D].上海第二工业大学,2020.[5]MurakamiY,MatsuzakiY,MurakamiK,etal.RecoveryRatesofUsedRechargeableLithium-IonBatteryConstituentElementsinHeatTreatment[J].MetallurgicalandMaterialsTransactionsB,2020,51(4).[6]ThierryM,SalomonM,WassenhoveNLV.StrategizeIssuesinProductRecoveryManagement[J].CaliforniaManagementRevieryManagement[J].CaliforniaManagementReview,2020,37(2):114-135.[7]HeelanJ,GratzE?ZhengZ,etal.CurrentandProspectiveLi-IonBatteryRecyclingandRecoveryProcesses[J].JOM,2016,2019,68(10):2632-2638.[8]罗锦程,闫景武.推进废弃充电宝规范回收处理的建议[J].资源再生,2022(04):46-47.[9]罗锦程.完善废动力电池回收处理体系的思考[J].新农业,2022(04):83-84.[10]朱弘宇,冯元,王偲丞,肖垚.动力蓄电池逆向供应链双渠道运营分析[J].合作经济与科技,2022(06):96-97.[11]张文英.新能源汽车动力电池的回收处理研究[J].化工管理,2021(27):73-74.DOI:10.19900/ki.ISSN1008-4800.2021.27.035.[12]张学梅,吴奔奔,明帮来,梁裕铿.退役动力电池回收再生技术系列标准解读[J].电池,2022,52(05):569-573.DOI:10.19535/j.1001-1579.2022.05.021.[13]曾诗涵,张继享,吴燕芳,杨净,钱庆荣,陈庆华,曾令兴.退役动力电池磷酸铁锂正极材料的应用现状和回收利用技术[J].再生资源与循环经济,2022,15(03):28-32.[14]黎华玲,丁志英,梁昌铖,唐贤文.废旧磷酸铁锂动力电池正极材料回收再生方法分析[J].科技资讯,2021,19(29):69-71.DOI:10.16661/ki.1672-3791.2110-5042-9870.[15]张永祥.退役三元动力电池回收利用方法研究[J].大众用电,2021,36(04):86-87.[16]李燕玲.浅析汽车动力电池的回收和利用[J].汽车维护与修理,2021(02):70-71.DOI:10.16613/ki.1006-6489.2021.02.033.[17]吴小龙,王晨麟,陈曦,王云生,李晔.废旧锂离子电池市场规模及回收利用技术[J].环境科学与技术,2020,43(S2):179-183.DOI:10.19672/ki.1003-6504.2020.S2.027.[18]雷蕾,李维,李红宇,李文斌,张冰.废旧锂离子动力电池回收技术及安全风险分析[J].科学技术创新,2020(25):189-190.[19]贾晓峰,冯乾隆,陶志军,王白侠.动力电池梯次利用场景与回收技术经济性研究[J].汽车工程师,2018(06):14-19.审阅意见：论文选题符合专业培养目标，能够达到综合训练目标，题目有较高难度，工作量大