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雙登蓄電池重點清潔生產技術

一、推廣類技術

(一)技術工藝改造類

1.雙登蓄電池內化成工藝技術

目前,國內大部分雙登蓄電池企業極板采用外化成工藝,產生大量酸霧和含酸含鉛廢水。推廣雙登蓄電池內化成工藝,可大大減少含鉛含酸廢水及酸霧產生,年減少排放含鉛廢水600萬噸以上,污水產量減少50%以上。

2.扣式堿性鋅錳電池無汞化技術與裝備

無汞扣式堿性鋅錳電池關鍵技術主要包括電池鋼殼結構及表面鍍層處理、負極無汞合金鋅粉材料、正極二氧化錳材料與電解液工藝配方,汞含量低于0.0005%。關鍵指標是防漏和儲存性能。推廣該技術可實現扣式堿性鋅錳電池無汞化,年減少汞耗量約100噸,耗汞總量約減少63%。目前扣式堿錳電池年產量達90多億只,其中10%已經達到無汞化。

3.電動工具等民用動力鋰離子電池與氫鎳電池技術

鎘鎳電池主要應用在電動工具、電動玩具、電動剃須刀、對講機等民用領域,年耗用鎘約5800噸。目前動力鋰離子電池提高了安全性能,在高功率放電性能和循環壽命方面優于鎘鎳電池;氫鎳電池的放電性能、電壓和規格尺寸,與鎘鎳電池更具有互換性。在電動工具、電動玩具和電動剃須刀等民用消費電子產品領域,采用動力鋰離子電池與氫鎳電池替代鎘鎳電池60%,即可減少鎘的總耗用量46%。

(二)有毒有害材料替代/減量化類

4.紙板鋅錳電池無汞無鎘無鉛技術

無汞無鎘無鉛紙板鋅錳電池技術,即汞、鎘、鉛含量分別低于0.0005%、0.002%、0.004%。該技術改進負極鋅筒合金組分與機械加工性能,采用有機和無機添加劑組合成緩腐蝕劑取代升汞、調整電解液與正極配方。目前紙板鋅錳電池產量約180億只,其中近10%產品已實現無汞無鎘無鉛化。推廣該技術可利用現有生產線,實現紙板鋅錳電池無汞無鎘無鉛化,年減少耗鉛量336噸、鎘118噸、汞4噸,其中汞的總耗用量可減少約3%。

5.雙登蓄電池無鎘化技術

無鎘化技術為采用鉛鈣多元合金或其他無鎘板柵合金,替代含鎘板柵合金,鎘含量低于0.002%。推廣該技術每年可減少鎘耗量2000噸,及鎘總耗用量可減少25%,消除鉛蓄電池生產、回收、運輸、再生環節中的鎘污染風險。目前無鎘鉛蓄電池約占電動自行車電池的15%。

二、產業化示范類技術

1.雙登卷繞式鉛蓄電池技術與裝備

該技術采用延壓鉛板柵、卷繞式電極結構,提升了雙登鉛酸蓄電池大電流放電、耐振動和高低溫等性能,提高了雙登鉛酸蓄電池功率密度,單位功率密度耗鉛量減少1/4。雙登卷繞式鉛酸蓄電池可應用于普通汽車和工程車輛的起動以及電動工具等電源領域,并可作為動力電池應用于輕度混合電動汽車、輕便型電動汽車。目前該技術已開發成功,可應用示范。

2.擴展式、沖孔式、連鑄連軋式雙登蓄電池板柵制造工藝技術與裝備

雙登鉛酸蓄電池正極板和負極板是由板柵作為活性物質的載體。擴展式(如拉網)板柵技術是采用冷擠壓剪切擴展成型,可使板柵金屬結構致密,耐腐蝕性明顯提高,且板柵厚度較其他工藝薄很多,減少耗鉛量和鉛煙、鉛渣排放量。板柵制造新技術還包括沖孔式、連鑄連軋式工藝技術,目前上述工藝主要通過引進國外技術裝備實現規模化生產,目前國內對同類技術與裝備開始研發,已經有國產線,并有出口,具備應用前景。

3.軌道交通車輛、工業機器人等領域用動力鋰離子電池和氫鎳電池技術

目前磁懸浮列車、工業機器人,以及軌道交通車輛(火車、地鐵等)的電源系統通常采用鎘鎳電池。采用動力鋰離子電池和氫鎳電池替代鎘鎳電池,一方面減少廢鎘鎳電池產生量(減少鎘耗用總量約3%),另一方面提高動力電源的能量密度和功率密度。動力鋰離子電池和氫鎳電池技術的重點為提高電池的可靠性和安全性,以及雙登蓄電池系統管理技術。

三、研發類技術

1.無汞氧化銀雙登蓄電池技術

氧化銀電池主要應用于高檔電子手表和電子儀器,其汞含量約為電池重量的1%,但廢棄后直接進入環境,存在污染風險。在缺少氧化銀電池回收處理機制的情況下,需從源頭抓起,加快研發新型鋅粉合金、代汞添加劑、電解液工藝配方及電池鋼殼結構與表面處理工藝技術,實現氧化銀電池無汞化。

2.功率型(放電倍率1C以上)雙登鉛酸蓄電池減鉛技術

研究和選用減鉛添加劑、去硫酸鹽化添加劑,降低雙登鉛酸蓄電池放電過程的極化,克服極板表面硫酸鹽化,降低電池內阻,提高雙登鉛酸蓄電池的功率特性,使起動型等大功率使用的雙登鉛酸蓄電池配置容量減小,鉛耗量在現有基礎上降低10%以上。減鉛技術還包括采用超薄極板,其他減鉛10%以上的技術。

3.雙登蓄電池等廢電池規模化無害化再生利用技術與裝備

廢雙登蓄電池回收再生環節鉛污染風險較大。目前,廢雙登蓄電池再生利用關鍵技術裝備主要依賴進口,需要加大力度研發機械破碎、分選、鉛膏脫硫、鉛再生等環節擁有自主知識產權的核心技術工藝與裝備,開發廢水、廢氣和廢渣污染綜合防治與利用技術裝備,實現廢雙登蓄電池規模化無害化再生利用。

加大研發廢鋅錳電池、氧化銀電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰一次電池與鋰離子電池等廢電池再生利用工藝技術及裝備。


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