發(fā)布時間：2017-11-22 05:14

  本文關鍵詞：基于生命周期評價的鋰離子電池材料合成分析與環(huán)境性分析

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【摘要】：鋰離子電池作為現(xiàn)今應用范圍最廣的二次電池之一,其技術發(fā)展越來越受到人們的關注。鋰離子電池技術的不斷發(fā)展也帶來了更多的新材料與新工藝,而針對這些材料和工藝的環(huán)境影響的研究卻并不能跟上其自身的發(fā)展,目前針對新型材料和電池的環(huán)境影響和性能研究還相對較少。因此,本研究以生命周期評價為理論基礎,重點對鋰離子電池的新材料和新工藝的環(huán)境影響進行了量化分析。本研究采用了IMPACT 2002+和Re Ci Pe兩種先進的生命周期評價方法,對分別以LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2、Li1.2Ni0.2Mn0.6O2x、LiFeO2-(1-x)Li2MnO3和LiFePO4為正極材料的鋰離子電池和鎳氫電池進行了環(huán)境影響評價。從15種環(huán)境影響指標和4類環(huán)境損害指標的角度分析了鋰離子電池的環(huán)境影響。這4種鋰離子電池的全生命周期總環(huán)境影響分別為275Pt、129Pt、142Pt和100Pt。并通過4種電池材料合成工藝的對比分析,找到電池材料,尤其是正極材料的合成工藝與環(huán)境影響之間的聯(lián)系。本研究通過文獻的積累,了解了電池數(shù)據(jù)的類型和相關特點,收集了不同類型的鋰離子電池數(shù)據(jù)清單,其中既包含工業(yè)基礎數(shù)據(jù),也包含實驗室的新型材料數(shù)據(jù)。為進行良好的鋰離子電池生命周期建模打下了基礎。并針對電池數(shù)據(jù)的不確定性提出了基于神經網(wǎng)絡的敏感性分析法,對電池數(shù)據(jù)和生命周期評價數(shù)據(jù)進行不確定性分析和處理,提高二次電池LCA分析的準確度。并將不確定分析方法、生命周期評價體系和數(shù)據(jù)庫建立結合,采用模塊化設計,實現(xiàn)了對鋰離子電池從生產、使用到最終廢棄的全生命周期的影響分析。本研究還把生命周期評價方法在鋰離子電池中應用進行了拓展,結合層次分析法與熵權法,建立了一套全新的鋰離子電池綜合性能評價體系,并對5種電池樣本進行了驗證分析。其中鎳鈷錳三元鋰離子電池以0.2的熵權指標值位居首位,在所有樣本中,其綜合性能(包含環(huán)境影響指標)最低。該綜合評價結果與實際較為符合。研究證明,針對鋰離子電池特點的綜合評價體系和相關權重指標具有一定的可重復性和可行性,為決策者和管理部門提高更好的量化數(shù)據(jù),也為以后鋰離子電池的評價技術發(fā)展提供了一條可行的途徑。
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM912

【共引文獻】

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本文編號：1213591