一种车用磷酸铁锂电池回收阶段环境影响评估方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种车用磷酸铁锂电池回收阶段环境影响评估方法及系统，方法包括：确定磷酸铁锂电池回收阶段生命周期模型的评价对象、系统边界和功能单位；将报废电池拆解、破碎、分离为不同的材料，收集拆解阶段的能源消耗与环境排放数据；对不同的材料进行独立回收，分别建立各种材料回收过程的清单分析模型，包括收集汇总回收过程中所有相关物质、能量、排放物的输入、输出数据并对收集的清单结果数据进行环境影响评估计算；客观评估环境影响。本发明专利技术解决了分析结果不直观、分析数据处理无法定量以及缺乏对电池的其他模块分析的技术问题。以及缺乏对电池的其他模块分析的技术问题。以及缺乏对电池的其他模块分析的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种车用磷酸铁锂电池回收阶段环境影响评估方法及系统


[0001]本专利技术涉及能源回收再利用与环境排放领域，具体涉及一种车用磷酸铁锂电池回收阶段环境影响评估方法及系统。

技术介绍

[0002]传统的燃油车在使用阶段需要消耗大量的石油并产生二氧化碳等对环境气候影响较大的排放物，而电动汽车因用电驱动零排放成为了国家和各大汽车厂商宣传研究的重要方向，电动汽车的销量和普及程度也逐步攀升，随之而来的是电动汽车动力电池的报废问题，一方面电池内部的电解液若不规范处理随意排放会给环境带来的巨大污染，另一方面电池包含锂、铜等金属，所以从环境、资源等角度来看电动汽车动力电池回收的意义重大，要想较为客观、全面地得到电池回收阶段对环境的影响，迫切需要一种客观科学的环境影响评估方法。
[0003]公布号为CN111089299A是现有专利技术专利申请《一种废弃锂电池裂解废气净化系统》包括：2级焚烧炉、空冷换热器、布袋除尘器、引风机、2级洗涤塔、烟气消白、活性炭吸附、最后进入烟囱达标排放。回收废弃锂电池经过冷冻、破碎、回转窑热解而产生的废气(统称裂解废气，下同)，通过高温焚烧技术后，经过多级净化。由该现有技术中的具体技术实现方式可以得知，该现有方案通过破碎及裂解等处理方法将待回收电池处理为裂解气体以及可回收材料，而在该现有技术的锂电池回收过程中，未披露对各回收材料等的进一步量化参数以及分析逻辑，无法对电池回收过程中各个模块对环境的影响进行定量地、直观地分析。
[0004]公布号为CN111846540A的现有专利技术专利文献《一种废旧锂电池回收储存装置及其储存方法》包括万向轮、底板、拉环、立柱、海绵套、第一压力传感器、第一伸缩弹簧、储存盒、压板、红外测距传感器、速度传感器、电动推杆、顶板、滑槽、操作面板、位移传感器、第二压力传感器、连接杆、滑块和第二伸缩弹簧；底板的底部对应安装有万向轮，底板的两端分别通过螺栓固定有拉环和操作面板，底板的顶部对应安装有立柱，立柱的外侧套接有海绵套。由该现有技术的具体实施方式内容可知，该现有方案是将废旧锂电池的装载过程与运输过程相联系，并依据两部分的数据分析、环节处理，来做出各自的细致化解决措施。但由于该现有技术仅偏重于解决对电池存储装置的回收分析，其分析对象较单一，且由该现有技术的具体实现逻辑可知，该现有技术的仅对回收堆料状态以及存储盒波动指数进行量化处理，尚缺乏对锂电池的其他组件回收分析，导致该现有技术的适用场景受限，适用性较低。
[0005]综上，现有技术存在分析结果不直观、分析数据处理无法定量以及缺乏对电池的其他模块分析的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于如何解决现有技术中分析结果不直观、分析数据处理无法定量以及缺乏对电池的其他模块分析的技术问题。
[0007]本专利技术是采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种车用磷酸铁锂电池回收阶
段环境影响评估方法包括：
[0008]S1、确定磷酸铁锂电池回收阶段的生命周期模型中的评价对象、系统边界以及功能单位；
[0009]S2、对报废电池进行拆解、破碎及分离操作，据以得到不同种类的材料，并收集拆解阶段的能源消耗与环境排放数据；
[0010]S3、对不同种类的材料进行独立回收，以分别建立不同种类的材料在回收过程中的清单分析模型，其中，清单分析模型的输入数据种类包括：收集汇总回收过程中，所有电池回收物质、能量、排放物，根据输入数据种类，利用清单分析模型，对收集的清单结果数据进行环境影响评估处理，以得到环境影响评估数据，其中，步骤S3还包括：
[0011]S31、独立回收经电池拆解分离操作的各个材料单元，并收集汇总在回收工艺过程中，各材料单元的回收能源消耗以及污染物排放数据，据以搭建回收阶段的清单分析模型；
[0012]S32、对回收能源消耗以及污染物排放数据，按照环境影响类型进行数据分类，以得到环境影响类型参数；
[0013]S33、特征化处理环境影响类型参数，以得到环境影响量化特征；
[0014]S34、归一化处理环境影响量化特征，以作为环境影响评估数据；
[0015]S4、根据环境影响评估数据，利用预置比例分析逻辑分析获取环境影响定量分析结果。
[0016]本专利技术搭建了车用磷酸铁锂电池回收阶段的生命周期评价模型，将报废电池的回收阶段分为电池拆解和材料回收两步，采用单元过程清单分析方法对报废磷酸铁锂电池回收阶段的环境影响进行量化，得到电池回收的环境影响数值，从而客观地评估磷酸铁锂电池回收阶段的环境影响。
[0017]本专利技术将产品的回收视为整个生命周期的一个阶段，通过评估车用电池回收阶段的环境影响，更加直观、量化地得到电池回收阶段的潜在环境影响，进而为电动汽车动力电池的回收提供准确定量的数据参考。
[0018]在更具体的技术方案中，回收阶段环境影响评估的对象包括：车用磷酸铁锂电池、预置供能单位参数的磷酸铁锂电池，使用磷酸铁锂电池的质量m
p
作为中间变量，以等价预设电池容量，其中，以下述逻辑确定所述质量m
p
：
[0019][0020]式中，M为电池总质量，C为电池容量。
[0021]在更具体的技术方案中，步骤S2包括：
[0022]S21、对报废电池进行电池包拆解、电芯预处理及二次拆解操作，以得到待回收材料，其中，待回收材料包括：磷酸铁锂正极材料、铝箔和铝外壳、铜箔、PP隔膜、电解液、电池包钢壳，其中，电解液包括：六氟磷酸锂、碳酸乙烯酯及二甲基碳酸酯；
[0023]S22、采用预置回收工序，对待回收材料进行回收。
[0024]本专利技术针对电动汽车搭载的磷酸铁锂电池回收阶段的能源消耗和污染物排放进行了细致、全面的数据收集和计算，以研究其回收阶段对环境的影响，能够更加全面地评价电池回收对环境的影响。
[0025]在更具体的技术方案中，步骤S32中，其中，环境影响类型参数包括：环境影响类型
包括：全球变暖潜值、酸化潜值、水体富营养化潜值、臭氧层损耗潜值、光化学氧化物潜值、化石能源耗竭潜值以及矿产资源耗竭潜值。
[0026]在更具体的技术方案中，步骤S33包括：
[0027]S331、利用预置特征化计算模型，按贡献大小量化处理特定环境影响类型中的环境影响物数据；
[0028]S332、统一环境影响物数据的量纲，据以得到对该特定环境影响类型的潜能值。
[0029]在更具体的技术方案中，步骤S332中，利用下述逻辑统一环境影响物数据的量纲：
[0030]I＝∑m
ri
cf
i
[0031]式中，I为某种环境影响潜值，m
ri
和cf
i
分别为贡献该环境影响的第i种物质质量和该物质的特征化因子。
[0032]本专利技术通过细化回收过程，收集每个回收阶段的环境影响清单数据，再对数据进行特征化、归一化处理最终得到更具可靠性、直观性的环境影响结果。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车用磷酸铁锂电池回收阶段环境影响评估方法，其特征在于，所述方法包括：S1、确定磷酸铁锂电池回收阶段的生命周期模型中的评价对象、系统边界以及功能单位；S2、对报废电池进行拆解、破碎及分离操作，据以得到不同种类的材料，并收集拆解阶段的能源消耗与环境排放数据；S3、对所述不同种类的材料进行独立回收，以分别建立所述不同种类的材料在回收过程中的清单分析模型，其中，所述清单分析模型的输入数据种类包括：收集汇总回收过程中，所有电池回收物质、能量、排放物，根据所述输入数据种类，利用所述清单分析模型，对收集的清单结果数据进行环境影响评估处理，以得到环境影响评估数据，其中，所述步骤S3还包括：S31、独立回收经电池拆解分离操作的各个材料单元，并收集汇总在回收工艺过程中，各所述材料单元的回收能源消耗以及污染物排放数据，据以搭建回收阶段的所述清单分析模型；S32、对所述回收能源消耗以及所述污染物排放数据，按照环境影响类型进行数据分类，以得到环境影响类型参数；S33、特征化处理所述环境影响类型参数，以得到环境影响量化特征；S34、归一化处理所述环境影响量化特征，以作为所述环境影响评估数据；S4、根据所述环境影响评估数据，利用预置比例分析逻辑分析获取环境影响定量分析结果。2.根据权利要求1所述的一种车用磷酸铁锂电池回收阶段环境影响评估方法，其特征在于，所述回收阶段环境影响评估的对象包括：车用磷酸铁锂电池、预置供能单位参数的磷酸铁锂电池，使用所述磷酸铁锂电池的质量m
p
作为中间变量，以等价预设电池容量，其中，以下述逻辑确定所述质量m
p
：式中，M为电池总质量，C为电池容量。3.根据权利要求1所述的一种车用磷酸铁锂电池回收阶段环境影响评估方法，其特征在于，所述步骤S2包括：S21、对所述报废电池进行电池包拆解、电芯预处理及二次拆解操作，以得到待回收材料，其中，所述待回收材料包括：磷酸铁锂正极材料、铝箔和铝外壳、铜箔、PP隔膜、电解液、电池包钢壳，其中，所述电解液包括：六氟磷酸锂、碳酸乙烯酯及二甲基碳酸酯；S22、采用预置回收工序，对所述待回收材料进行回收。4.根据权利要求1所述的一种车用磷酸铁锂电池回收阶段环境影响评估方法，其特征在于，所述步骤S32中，其中，所述环境影响类型参数包括：所述环境影响类型包括：全球变暖潜值、酸化潜值、水体富营养化潜值、臭氧层损耗潜值、光化学氧化物潜值、化石能源耗竭潜值以及矿产资源耗竭潜值。5.根据权利要求1所述的一种车用磷酸铁锂电池回收阶段环境影响评估方法，其特征在于，所述步骤S33包括：S331、利用预置特征化计算模型，按贡献大小量化处理特定环境影响类型中的环境影
响物数据；S332、统一所述环境影响物数据的量纲，据以得到对该所述特定环境影响类型的潜能值。6.根据权利要求5所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱立军，谢定乾，李书华，董旭峰，李彤，白先旭，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：