鋰離子電池介紹

鋰離子電池是一種二次電池（充電電池），它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。鋰離子電池由正極、負(fù)極、電解液及隔膜，外加正負(fù)引線(xiàn)、電池殼、安全裝置等組成。在充放電過(guò)程中，Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。鋰離子電池作為動(dòng)力源，被廣泛應(yīng)用在單兵電子設(shè)備、潛艇、魚(yú)雷、無(wú)人機(jī)以及手機(jī)和筆記本電腦等現(xiàn)代數(shù)碼產(chǎn)品中。

鋰離子電池由日本索尼公司于1990年最先開(kāi)發(fā)成功，它將鋰離子嵌入碳（石油焦炭和石墨）中形成負(fù)極，克服了鋰的高活性，解決了傳統(tǒng)鋰電池存在的安全問(wèn)題。鋰離子電池的正極材料常用LixCoO2，也用LixNiO2和LixMnO4，電解液用LiPF6+二乙烯碳酸酯(EC)+二甲基碳酸酯(DMC)。鋰離子電池的綜合性能較高，預(yù)計(jì)21世紀(jì)鋰離子電池將會(huì)占有很大的市場(chǎng)。

鋰離子電池廢氣來(lái)源特點(diǎn)

鋰離子電池生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣主要來(lái)源于以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

正負(fù)極涂布工藝：在制造鋰電池的正負(fù)極片時(shí)，使用有機(jī)溶劑（如N-甲基吡咯烷酮，NMP）作為粘合劑，涂覆活性物質(zhì)，過(guò)程中會(huì)釋放大量有機(jī)溶劑蒸汽。

隔膜涂布：類(lèi)似地，隔膜也需要涂布處理，同樣會(huì)產(chǎn)生有機(jī)廢氣。

干燥、固化過(guò)程：涂布后的極片和隔膜在高溫下干燥、固化時(shí)，有機(jī)溶劑進(jìn)一步揮發(fā)形成廢氣。

焊接、封裝工序：在電池組裝過(guò)程中，焊接和密封操作也可能產(chǎn)生少量有害氣體。

鋰離子電池廢氣的主要特點(diǎn)包括：

高VOCs含量：主要為有機(jī)揮發(fā)性化合物，如苯、甲苯、二甲苯等。

毒性與易燃性：部分有機(jī)廢氣有毒且易燃，對(duì)工人健康和生產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。

排放連續(xù)且濃度波動(dòng)：生產(chǎn)過(guò)程中廢氣排放量和成分隨工藝階段變化，需靈活調(diào)整處理策略。

鋰離子電池廢氣處理工藝流程

鋰離子電池廢氣處理工藝流程通常包括以下幾個(gè)步驟：

預(yù)處理：使用噴淋塔或堿洗塔去除廢氣中的顆粒物和部分酸堿性氣體，如使用堿液中和酸性廢氣。

干式過(guò)濾：通過(guò)多層干式過(guò)濾器進(jìn)一步去除顆粒物，如不銹鋼絲網(wǎng)過(guò)濾器。

吸附：利用活性炭吸附塔吸附有機(jī)廢氣中的VOCs，活性炭因其高度發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)而具備高效的吸附能力。

脫附與再生：吸附飽和的活性炭通過(guò)加熱或減壓等方式脫附VOCs，使之重新活化，脫附出的有機(jī)蒸汽送入催化燃燒單元。

催化燃燒：脫附出的有機(jī)蒸汽在催化燃燒爐中，在較低溫度下與氧氣反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，減少二次污染。

尾氣處理：燃燒后尾氣若未完全凈化，可進(jìn)一步通過(guò)洗滌或其它凈化手段處理，確保排放達(dá)標(biāo)。

鋰離子電池廢氣處理案例

案例一：某鋰離子電池制造企業(yè)的廢氣處理系統(tǒng)

背景：該企業(yè)面臨嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)和提高生產(chǎn)效率的需求，決定升級(jí)其廢氣處理設(shè)施，以有效控制和減少有機(jī)廢氣排放。

處理流程：

初步凈化：采用噴淋塔去除廢氣中的顆粒物和部分水分，減少后續(xù)處理的負(fù)擔(dān)。

精細(xì)過(guò)濾：通過(guò)干式過(guò)濾器進(jìn)一步凈化，確保進(jìn)入吸附系統(tǒng)的廢氣純凈。

組合吸附-脫附系統(tǒng)：設(shè)計(jì)有自動(dòng)切換功能的吸附床，采用活性炭吸附有機(jī)廢氣，當(dāng)吸附飽和后切換至脫附模式，通過(guò)熱空氣或真空脫附VOCs。

催化燃燒：脫附出的VOCs氣體導(dǎo)入催化燃燒裝置，在催化劑作用下，低溫完全氧化為CO2和H2O，減少能耗和二次污染。

監(jiān)控與優(yōu)化：整個(gè)處理系統(tǒng)配備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)控廢氣成分和處理效果，根據(jù)數(shù)據(jù)反饋優(yōu)化操作參數(shù)。

成果：該系統(tǒng)的實(shí)施大幅降低了VOCs排放，達(dá)到了國(guó)家和地方環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)通過(guò)熱能回收技術(shù)，提高了能源利用效率，降低了運(yùn)行成本。

案例二：國(guó)際知名鋰電池制造商的廢氣處理系統(tǒng)

背景：面對(duì)日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)，特別是針對(duì)NMP等有機(jī)溶劑廢氣排放的標(biāo)準(zhǔn)，該企業(yè)決定對(duì)其生產(chǎn)過(guò)程中的廢氣處理系統(tǒng)進(jìn)行全面升級(jí)。

處理流程：

預(yù)處理：采用高效濕式噴淋塔對(duì)廢氣進(jìn)行初步處理，去除其中的大顆粒物和部分水溶性污染物。

轉(zhuǎn)輪濃縮：使用分子篩轉(zhuǎn)輪濃縮系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在低濃度下高效捕獲有機(jī)廢氣，通過(guò)吸附-脫附過(guò)程將低濃度廢氣