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双登蓄电池重点清洁生产技术

一、推广类技术

(一)技术工艺改造类

1.双登蓄电池内化成工艺技术

目前,国内大部分双登蓄电池企业极板采用外化成工艺,产生大量酸雾和含酸含铅废水。推广双登蓄电池内化成工艺,可大大减少含铅含酸废水及酸雾产生,年减少排放含铅废水600万吨以上,污水产量减少50%以上。

2.扣式碱性锌锰电池无汞化技术与装备

无汞扣式碱性锌锰电池关键技术主要包括电池钢壳结构及表面镀层处理、负极无汞合金锌粉材料、正极二氧化锰材料与电解液工艺配方,汞含量低于0.0005%。关键指标是防漏和储存性能。推广该技术可实现扣式碱性锌锰电池无汞化,年减少汞耗量约100吨,耗汞总量约减少63%。目前扣式碱锰电池年产量达90多亿只,其中10%已经达到无汞化。

3.电动工具等民用动力锂离子电池与氢镍电池技术

镉镍电池主要应用在电动工具、电动玩具、电动剃须刀、对讲机等民用领域,年耗用镉约5800吨。目前动力锂离子电池提高了安全性能,在高功率放电性能和循环寿命方面优于镉镍电池;氢镍电池的放电性能、电压和规格尺寸,与镉镍电池更具有互换性。在电动工具、电动玩具和电动剃须刀等民用消费电子产品领域,采用动力锂离子电池与氢镍电池替代镉镍电池60%,即可减少镉的总耗用量46%。

(二)有毒有害材料替代/减量化类

4.纸板锌锰电池无汞无镉无铅技术

无汞无镉无铅纸板锌锰电池技术,即汞、镉、铅含量分别低于0.0005%、0.002%、0.004%。该技术改进负极锌筒合金组分与机械加工性能,采用有机和无机添加剂组合成缓腐蚀剂取代升汞、调整电解液与正极配方。目前纸板锌锰电池产量约180亿只,其中近10%产品已实现无汞无镉无铅化。推广该技术可利用现有生产线,实现纸板锌锰电池无汞无镉无铅化,年减少耗铅量336吨、镉118吨、汞4吨,其中汞的总耗用量可减少约3%。

5.双登蓄电池无镉化技术

无镉化技术为采用铅钙多元合金或其他无镉板栅合金,替代含镉板栅合金,镉含量低于0.002%。推广该技术每年可减少镉耗量2000吨,及镉总耗用量可减少25%,消除铅蓄电池生产、回收、运输、再生环节中的镉污染风险。目前无镉铅蓄电池约占电动自行车电池的15%。

二、产业化示范类技术

1.双登卷绕式铅蓄电池技术与装备

该技术采用延压铅板栅、卷绕式电极结构,提升了双登铅酸蓄电池大电流放电、耐振动和高低温等性能,提高了双登铅酸蓄电池功率密度,单位功率密度耗铅量减少1/4。双登卷绕式铅酸蓄电池可应用于普通汽车和工程车辆的起动以及电动工具等电源领域,并可作为动力电池应用于轻度混合电动汽车、轻便型电动汽车。目前该技术已开发成功,可应用示范。

2.扩展式、冲孔式、连铸连轧式双登蓄电池板栅制造工艺技术与装备

双登铅酸蓄电池正极板和负极板是由板栅作为活性物质的载体。扩展式(如拉网)板栅技术是采用冷挤压剪切扩展成型,可使板栅金属结构致密,耐腐蚀性明显提高,且板栅厚度较其他工艺薄很多,减少耗铅量和铅烟、铅渣排放量。板栅制造新技术还包括冲孔式、连铸连轧式工艺技术,目前上述工艺主要通过引进国外技术装备实现规模化生产,目前国内对同类技术与装备开始研发,已经有国产线,并有出口,具备应用前景。

3.轨道交通车辆、工业机器人等领域用动力锂离子电池和氢镍电池技术

目前磁悬浮列车、工业机器人,以及轨道交通车辆(火车、地铁等)的电源系统通常采用镉镍电池。采用动力锂离子电池和氢镍电池替代镉镍电池,一方面减少废镉镍电池产生量(减少镉耗用总量约3%),另一方面提高动力电源的能量密度和功率密度。动力锂离子电池和氢镍电池技术的重点为提高电池的可靠性和安全性,以及双登蓄电池系统管理技术。

三、研发类技术

1.无汞氧化银双登蓄电池技术

氧化银电池主要应用于高档电子手表和电子仪器,其汞含量约为电池重量的1%,但废弃后直接进入环境,存在污染风险。在缺少氧化银电池回收处理机制的情况下,需从源头抓起,加快研发新型锌粉合金、代汞添加剂、电解液工艺配方及电池钢壳结构与表面处理工艺技术,实现氧化银电池无汞化。

2.功率型(放电倍率1C以上)双登铅酸蓄电池减铅技术

研究和选用减铅添加剂、去硫酸盐化添加剂,降低双登铅酸蓄电池放电过程的极化,克服极板表面硫酸盐化,降低电池内阻,提高双登铅酸蓄电池的功率特性,使起动型等大功率使用的双登铅酸蓄电池配置容量减小,铅耗量在现有基础上降低10%以上。减铅技术还包括采用超薄极板,其他减铅10%以上的技术。

3.双登蓄电池等废电池规模化无害化再生利用技术与装备

废双登蓄电池回收再生环节铅污染风险较大。目前,废双登蓄电池再生利用关键技术装备主要依赖进口,需要加大力度研发机械破碎、分选、铅膏脱硫、铅再生等环节拥有自主知识产权的核心技术工艺与装备,开发废水、废气和废渣污染综合防治与利用技术装备,实现废双登蓄电池规模化无害化再生利用。

加大研发废锌锰电池、氧化银电池、镉镍电池、氢镍电池、锂一次电池与锂离子电池等废电池再生利用工艺技术及装备。


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