Bảo trì, Sửa chữa, Xử lý sự cố, chia sẻ kiến thức, Điện, Năng lượng, Môi trường
Tái chế pin ô tô điện đã qua sử dụng: Bước tiến về bền vững trong công nghệ ô tô
Th2
# tái chế pin
Một trong những xu hướng quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô hiện nay là sự phát triển của xe điện và nỗ lực tạo ra những giải pháp bền vững cho việc tái chế pin ô tô điện đã qua sử dụng. Pin lithium-ion (Li-ion) là loại pin phổ biến được sử dụng trong các xe điện, và việc tái chế chúng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra một chu kỳ sống mới cho các thành phần này.
Hãy cùng HIOKI Việt Nam tìm hiểu kỹ hơn về pin xe điện cũng như quy trình để tái chế nó, cũng như ứng dụng các sản phẩm phân tích chất lượng điện của HIOKI cho công nghiệp ô tô.
Pin ô tô điện, giống như mọi loại pin khác, có tuổi thọ hạn chế và sau một thời gian sử dụng, chúng không còn đủ hiệu suất và an toàn để tiếp tục sử dụng. Tuy nhiên, pin ô tô điện chứa nhiều tài nguyên quý giá như coban, đồng, niken và lithium, và việc tái chế chúng có thể giúp tái sử dụng tài nguyên này và giảm tác động đến môi trường.
Quá trình tái chế pin ô tô điện bắt đầu bằng việc phân tách các thành phần cấu thành của pin. Cấu tạo của pin Li-ion bao gồm cực dương, cực âm, bộ phân tách và chất điện phân, tất cả được chứa trong vỏ. Các thành phần này được chia ra và xử lý riêng biệt để thu hồi các tài nguyên quý giá.
I. Thành phần cấu tạo của pin xe điện
Pin của xe điện thường sử dụng công nghệ lithium-ion (Li-ion) và có cấu tạo phức tạp để cung cấp năng lượng cho xe. Dưới đây là cấu tạo và thành phần chính của pin xe điện:
1.Cực dương (Anode):
Cực dương trong pin xe điện thường được làm từ graphite, một dạng carbon đặc biệt. Graphite có khả năng chứa và giải phóng ion lithium trong quá trình hoạt động của pin.
2.Cực âm (Cathode):
Cực âm trong pin xe điện thường được làm từ một hợp chất lithium-ion như lithium cobalt oxide (LiCoO2), lithium iron phosphate (LiFePO4) hoặc lithium manganese oxide (LiMn2O4). Cực âm là nơi các ion lithium được thu hút và lưu trữ trong quá trình sạc và giải nhiệt.
3.Màng phân cách (Separator):
Màng phân cách nằm giữa cực dương và cực âm trong pin và ngăn cách hai cực này để tránh sự tiếp xúc trực tiếp. Màng phân cách thường được làm từ các chất polymer hoặc sợi thủy tinh để đảm bảo an toàn và ngăn chặn nguy cơ short circuit.
4.Chất điện phân (Electrolyte):
Chất điện phân chủ yếu là dung dịch chứa các muối lithium, ví dụ như lithium hexafluorophosphate (LiPF6), trong một dung môi hữu cơ. Chất điện phân cho phép chuyển đổi ion lithium giữa cực dương và cực âm qua màng phân cách.
5.Vỏ (Casing):
Vỏ bọc bên ngoài pin được làm từ các vật liệu như nhựa, kim loại hoặc hợp kim nhằm bảo vệ các thành phần bên trong pin và đảm bảo an toàn khi sử dụng.
Cấu tạo này cho phép pin xe điện hoạt động bằng cách di chuyển các ion lithium từ cực âm qua màng phân cách đến cực dương khi pin được sạc, và ngược lại khi pin được sử dụng để cung cấp năng lượng cho xe. Quá trình này tạo ra một chu kỳ sạc và giải nhiệt, cho phép pin tái sử dụng một cách hiệu quả trong xe điện.
II. Ba phương pháp chính được sử dụng trong quá trình tái chế pin ô tô điện:
1.Tái chế thủy luyện kim:
Phương pháp này sử dụng quá trình lọc hoặc xử lý bằng axit đậm đặc để tách các kim loại như coban, lithium, đồng ra khỏi cực âm và cực dương. Các axit như axit clohydric và axit sulfuric được sử dụng để tạo dung dịch ion kim loại, từ đó thu hồi các kim loại quý giá. Phương pháp này có khả năng thu hồi tới 99% coban và lithium, và 98% đồng từ pin ô tô điện.
2.Tái chế nhiệt luyện kim – luyện kim pyro:
Phương pháp này liên quan đến quá trình gia nhiệt pin đã tháo rời trong lò nung. Quá trình gia nhiệt dẫn đến bay hơi chất điện phân và nhựa có trong pin, và hình thành lại các hợp kim kim loại ở nhiệt độ cao nhất trong lò. Các kim loại như coban, đồng và niken được thu hồi trong quá trình này, trong khi lithium không thể thu hồi. Phương pháp tái chế này đang được sử dụng để thu hồi coban từ pin ô tô điện.
3.Tái chế vật lý trực tiếp:
Phương pháp này liên quan đến việc tháo dỡ và xử lý pin bằng CO2 trong trạng thái siêu tới hạn. Quá trình này giúp tái sử dụng các thành phần của pin mà không cần qua các quá trình hóa học phức tạp. Việc nén bột lithium-ion ở nhiệt độ cao nhẹ tạo ra các mảnh vật liệu tái chế sạch.
Quá trình tái chế pin ô tô điện không chỉ giúp tái sử dụng tài nguyên quý giá mà còn giảm thiểu sự tiêu thụ tài nguyên tự nhiên và tác động đến môi trường. Ngoài ra, việc thu hồi các kim loại từ pin đã qua sử dụng giúp giảm sự phụ thuộc vào khai thác tài nguyên mới và giảm lượng chất thải đi vào môi trường.
Tuy nhiên, việc tái chế pin ô tô điện cũng đặt ra một số thách thức. Các quy trình tái chế phải được tiến hành một cách an toàn để đảm bảo không gây ô nhiễm môi trường và đảm bảo an toàn cho nhân viên tham gia quá trình tái chế. Ngoài ra, việc thu hồi và tái chế tài nguyên từ pin cũ cũng đòi hỏi công nghệ và quy trình phức tạp, đòi hỏi sự đầu tư và nghiên cứu liên tục để nâng cao hiệu suất và hiệu quả của quá trình tái chế.
Tái chế pin ô tô điện đã qua sử dụng là một bước tiến quan trọng trong việc xây dựng một ngành công nghiệp ô tô bền vững. Việc tạo ra một chu kỳ sống mới cho pin và tái sử dụng tài nguyên quý giá không chỉ giúp giảm tác động đến môi trường mà còn đóng góp vào sự phát triển của công nghệ và năng lượng sạch. Đây là một phần trong hành trình chuyển đổi sang một tương lai bền vững và xanh hơn trong ngành ô tô.
III. Ứng dụng của thiết bị kiểm tra chất lượng điện HIOKI trong công nghiệp xe điện
Máy phân tích công suất PW8001 là một trong rất nhiều thiết bị phân tích công suất được nghiên cứu và phát triển bởi tập đoàn Hioki nổi tiếng đến từ Nhật Bản. Thiết bị này giúp quản lý năng lượng điện tổng thể và giúp phát triển xe điện tốt hơn.
Vấn đề cốt lõi trong quá trình phát triển xe điện
Vấn đề cốt lõi trong việc mở rộng phạm vi hoạt động của xe điện là làm thế nào để giảm mức tiêu thụ năng lượng của động cơ chính dẫn động xe. Ngoài ra, cần phải quản lý mức năng lượng của các bộ phận mà chúng tiêu thụ. Chẳng hạn như điều hòa không khí và ECU. Do đó, điều quan trọng là phải thực hiện quản lý năng lượng và đo mức tiêu thụ điện của các thiết bị được kết nối.
Chuyển đổi năng lượng hiệu suất siêu cao. Đặt nền tảng cho công nghệ. Đổi mới để dẫn đến một xã hội bền vững
Những đổi mới công nghệ đang tiến hành trong một loạt các trường khi mọi người cố gắng nhận ra một xã hội bền vững. Hioki Việt Nam cung cấp các công cụ đánh giá tối ưu cho các kỹ sư đang làm việc ngày này qua ngày khác để phát triển các thiết kế tinh vi nhằm sử dụng năng lượng hiệu quả hơn bằng cách loại bỏ tổn thất năng lượng.
Thiết bị phân tích công suất PW8001 Hioki kết hợp với 1 số đầu dò là biện pháp tối ưu để quản lý nguồn điện tổng thể
PW8001 đặt ra chuẩn mực mới cho các giải pháp phân tích công suất hoàn chỉnh khi HIOKI là nhà sản xuất duy nhất mang đến thiết bị phân tích công suất hàng đầu và một danh mục đa dạng các cảm biến dòng điện chính xác cao mà HIOKI phát triển và sản xuất. Điều này cho phép căn chỉnh hiệu suất và kết quả trong các phép đo từ DC đến tần số cao và đo hệ số công suất thấp ổn đỉnh và chính xác hơn, nhờ có các chức năng như hiệu chỉnh pha tự động.
Các thách thức sắp tới của ngành được dự đoán với khả năng đo dòng điện lớn ở điện áp lên đến 1500 V, tốc độ lấy mẫu 15 MS/s và các ứng dụng đối tượng đo đa kênh sử dụng chất bán dẫn SiC/GaN từ điện hoá ô tô, lưới điện thông minh và lò phản ứng đến nguồn cung cấp năng lượng tái tạo.
Tính năng chính của thiết bị phân tích công suất HIOKI PW8001
- Phép đo chính xác đẳng cấp thế giới: Độ chính xác cơ bản ±0.03%, độ chính xác DC ±0.05%, độ chính xác 50 kHz là 0.2%
- Nắm bắt chính xác các dao động tần số gây ra bởi chuyển đổi tốc độ cao: hiệu suất lấy mẫu là 18-bit, 15 MHz, Chống Nhiễu (CMRR) 110 dB, 100 kHz
- Tối đa phép đo đến 8 kênh đo công suất: Đo công suất trên 8 kênh
- Đo chính xác tần số cao, hệ số công suất năng lượng thấp: chức năng cảm biến dòng điện hiệu chỉnh pha tự động
- Đồng thời phân tích 4 động cơ: chức năng phân tích đồng thời 4 động cơ/ 2 động cơ
- Tích hợp dữ liệu đo vào mạng lưới CAN: chức năng đầu ra CAN hoặc CAN FD
- Đánh giá an toàn các biến tần năng lượng mặt trời cao áp tăng dần: 1500 V DC CAT II / 1000 V DC CAT III
Đo lường thông số trực tuyến PMSM. Chức năng đo góc điện
Để điều khiển tốt động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) cần phải đánh giá đặc tính động cơ trong điều kiện vận hành thực tế. Chức năng đo góc điện của PW8001 có thể thực hiện đo điện áp và dòng điện nâng cao. Đây là điều cần thiết để thực hiện điều khiển vector của hệ tọa độ dq. Thiết bị có thể tính toán các giá trị Ld và Lg từ các phép đo góc điện và xác định các thông số động cơ trong điều kiện vận hành thực tế.
Bù lỗi phép đo momen xoắn. Các chức năng hiệu chuẩn giá trị momen xoắn kép
Lỗi đo momen xoắn có ảnh hưởng đáng kể đến phân tích động cơ. PW8001 có thể thực hiện các phép ính sử dụng bảng hiệu chỉnh dựa trên các giá trị do người dùng xác định để bù phi tuyến và ma sát. Thiết bị cũng có thể phân tích chính xác các động cơ hiệu suất cao.
Một số loại đầu dò thông dụng
Đầu dò dòng điện DC nhỏ có độ chính xác cao
- CT6830: Dành cho những thiết bị có dòng tải từ 2 A trở xuống. Chẳng hạn như: ECU, cần gạt nước, cửa sổ chỉnh điện, sưởi cửa sổ, đèn pha)
- CT6831: Dành cho cho các thiết bị có dòng tải từ 2 A lên đến 20 A. Ví dụ: trợ lực lái, máy nén điều hòa, máy bơm nước..v.v
Đây là những đầu dò có kích thước nhỏ gọn, giúp dễ dàng tiếp cận được từng loại dây khác nhau. Với công nghệ riêng có thể giúp làm giảm tác động của nhiệt độ. Những đầu dò này giúp cung cấp kết quả đo chính xác cao trong thời gian dài ở nhiều điểm đo khác nhau.
Dòng đầu dò dòng điện lớn độ chính xác cao
- CT6841A (AC/DC 20 A)
- CT6843A (AC/DC 200 A)
- CT6844A (AC/DC 500 A)
- CT6845A (AC/DC 500 A)
- CT6846A (AC/DC 1000 A
IV. Kết luận
Trên thực tế, pin xe điện đã chứng minh vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển của công nghệ ô tô bền vững. Tuy nhiên, khi pin đã qua sử dụng, việc tái chế pin là một bước quan trọng để tối đa hóa giá trị tài nguyên và giảm tác động đến môi trường. Qua quá trình tái chế, các thành phần như coban, lithium và đồng có thể được thu hồi và sử dụng lại, đồng thời giảm sự phụ thuộc vào khai thác tài nguyên mới. Tuy nhiên, để tái chế pin hiệu quả, cần đầu tư vào công nghệ và quy trình phức tạp, đồng thời đảm bảo an toàn và bảo vệ môi trường trong quá trình tái chế. Tái chế pin ô tô điện đã qua sử dụng là một phần quan trọng trong hành trình chuyển đổi sang một ngành công nghiệp ô tô bền vững và xanh hơn.
Có thể bạn quan tâm:
Quý khách quan tâm đến các sản phẩm thiết bị kiểm tra điện của hãng HIOKI Nhật Bản vui lòng liên hệ
Hotline:
- Mr. Hùng: 0934 683 566
- Mr. Thành: 0904 936 283
- Mr. Hoàn: 0902 006 658
Công Ty Cổ Phần Thiết Bị Thắng Lợi
- Địa chỉ: Số 6 phố Hoà Mã ,P. Phạm Đình Hổ, Q. Hai Bà Trưng, TP. Hà Nội
- Điện thoại: 024 3976 1588
- Email: info@victory.com.vn
VPĐD TP HỒ CHÍ MINH
- Địa chỉ: Số 91 Nguyễn Bỉnh Khiêm, Quận 1, TP. Hồ Chí Minh
- Điện thoại: 028 3910 4694
VPĐD TP Đà Nẵng
- Địa chỉ: Số 234 Hà Huy Tập, Q. Thanh Khê, TP. Đà Nẵng
- Điện thoại: 0236 3811 646
