《二次電池生命周期評價及環境影響機制研究》是依託北京理工大學，由郁亞娟擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：二次電池生命周期評價及環境影響機制研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：郁亞娟
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為了評價二次電池的環境友好性能，嘗試開發一種二次電池環境影響評價分析軟體，探討二次電池從礦石開採到產品生產、廢棄物電池回收利用、資源化等全過程的環境影響。在該軟體支持下，建立二次電池環境影響機制分析模型，並分析二次電池回收利用的環境風險。以生命周期評價理論為基礎，採用Eco-Indicator 99體系，對二次電池的環境影響機制進行深入分析，對鋰離子電池等典型二次電池的資源消耗、環境污染、人體健康影響等方面開展定量化的生命周期評價，通過軟體計算找出各種不同類型和型號的二次電池之間的環境影響差異。在對全國若干種型號的代表性二次電池進行生命周期評價的基礎上，基於地理信息系統建立我國二次電池研發和生產的區域動態地圖，為二次電池行業管理提供一定依據，為二次電池行業發展提供適當建議。
結題摘要
目前有關二次電池在生產或廢棄之後潛在環境污染的系統研究尚不多見，尤其是缺乏二次電池環境評價的系統工具。鑒於此，本項目開展了二次電池生命周期評價（Life Cycle Assessment，LCA）及環境影響機制分析。項目取得的研究成果如下： 1. 二次電池環境影響機制綜合評價 基於LCA方法，建立了二次電池的環境影響機制綜合評價體系，包括電池材料的清單分析和環境影響評價。選擇兩種代表性電池，比較了它們的環境影響。得到以下結果：（1）；鋰離子電池的環境影響比鎳氫電池低很多，特別是在資源消耗方面；（2）鋰離子電池受循環不確定性的影響也較低，因此鋰離子電池更具有環境友好性。 利用Eco-indicator 99的生命周期評價資料庫，構建了二次電池環境影響評價系統，將二次電池的組分進行標準化換算後再輸入軟體，可得到某種電池的資源消耗、人類健康損害、生態系統損害等方面的評價結果，亦可做綜合評價。該軟體可實現多個型號二次電池之間的環境影響指數圖形化對比分析。 2. 協調正極材料的電化學性能和環境友好性 未來進入市場的鋰離子電池正極材料既要滿足高能量輸出需求，又要求環境影響儘量低。本研究提出了一套綜合考慮鋰離子電池正極材料電化學性能及其環境影響的綜合評價方法框架。選用四種正極材料進行了實例套用。主要評價結果如下：（1）對於每種材料，電能的環境影響值都占較大比重，所以削減能耗對於降低材料的總體影響有著重大意義；（2）在三大類損害中“人體健康”要遠大於其他兩類。 為了提高評價的效率，基於Java語言編寫了二次電池材料計算系統，該系統不僅能計算材料質量需求及綜合環境影響值，也能計算質量需求數據的不確定性係數，並且可以和相應的材料名稱、電化學性能、選定的容量需求、選定的循環次數匹配存儲並導出。 3. 基於不確定性的二次電池管理政策分析 通過對循環不確定性以及終壽命處理方法等因素的考量，分析二次電池管理政策的依據。得到各因素對二次電池LCA綜合影響有：（1）電池的環境影響隨著循環次數的增加會迅速的衰減，但在循環次數達到一定數字後，這一趨勢則變的不明顯；（2）焚燒率對鎳氫電池的生態指標分數有較大的影響，而對鋰離子電池的影響則不是很明顯；（3）兩種電池的生態指標分數均隨著回收使用率的增加而衰減；其中鎳氫電池的生態指標分數受回收使用率的影響更加明顯。
