激光清洗鋰離子電池電極片的理論與試驗研究.pdf

1、鋰離子電池因其能量密度大，自放電小，電壓高等優(yōu)點成為電動汽車的主導(dǎo)動力源，在電動汽車迅速發(fā)展的同時，產(chǎn)生了大量廢舊鋰離子電池，不僅會對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的污染同時造成了資源和能源的嚴(yán)重浪費(fèi)。怎樣解決車用電池的廢棄問題，延長廢棄車用電池的使用壽命，降低土壤的再次污染，成了當(dāng)務(wù)之急，而現(xiàn)有的廢舊鋰離子電池的回收利用技術(shù)存在著成本高回收率低等問題。再制造技術(shù)的興起為廢舊鋰離子電池的處理帶來了新的方向。因此對于環(huán)保高效的廢舊電池再制造技術(shù)的研究有重要

2、意義。現(xiàn)有的廢舊鋰離子電池的再制造技術(shù)均處于實驗室的研究階段，均存在操作安全性差，再制造產(chǎn)品質(zhì)量難控以及成本過高等問題。針對以上問題，論文提出了高效環(huán)保的廢舊電池的再制造技術(shù)—脈沖激光清洗。
　　介紹了激光清洗廢舊電動汽車磷酸鐵鋰電池電極片過程中的燒蝕機(jī)制和振動機(jī)制原理，并建立了清洗過程中的雙層熱彈性振動的理論模型，推導(dǎo)出激光清洗過程中的溫度分布及位移分布方程，并求出脈沖激光作用下電極片表面的SEI膜的脫離應(yīng)力的表達(dá)式。
　

3、　將廢舊電池進(jìn)行拆卸，利用光纖激光器進(jìn)行了不同能量值的脈沖激光對電極片的清洗試驗，并通過現(xiàn)代檢測與表征手段包括掃描電鏡、傅里葉紅外光譜、X射線光電子能譜分析、X射線衍射，對清洗過后的電極片的表面形貌及元素成分進(jìn)行分析，試驗結(jié)果表明在當(dāng)前試驗條件下脈沖能量設(shè)為0.16mJ可取得相對優(yōu)良的清洗效果。
　　利用Scanning Probe Image Processor軟件分析了清洗后電極片表面的孔隙率的恢復(fù)，結(jié)果表明激光清洗后電極片表