【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池回收，涉及一种基于黑粉回收的动力电池减碳量的核算方法。
技术介绍
1、全球碳中和背景下，各行业减碳压力重重。根据国际能源署的统计，2020 年，交通领域碳排放占全球的20％，动力电池在道路交通碳排放扮演重要角色，其自身生产制造是一个高耗能过程，减碳是动力电池未来的主要发展方向。现有技术对动力电池减碳更多的是关注在电池生产环节的节能降耗，对动力电池的回收过程更多关注在安全、环保领域的研究，忽略对回收过程的减碳研究。
2、
3、有部分专利关注到动力电池回收的工序以及碳排放的核算方法， cn114139877a公开了一种废旧电池回收的碳排放核算方法、装置，但该专利技术仅是侧重对回收企业的碳排放量监控。
4、cn114004376a公开了一种退役电池再利用碳排放评价系统，该专利技术主要对退役电池再利用过程中的碳排放进行规范评价；cn114381605a公开了一种综合回收废旧锂离子电池黑粉中有价金属的方法，该专利技术专注于黑粉回收工序。
5、上述方案均是涉及动力电池回收过程的碳排放评价或是黑粉的回收工艺或是其它行业的碳核算。然而，现有技术尚未关注到关于动力电池电芯回收料黑粉及黑粉减碳量核算相关的方法，这一领域仍处于空白阶段。
6、目前动力电池行业对电池回收阶段碳减排量计算还存在以下不足：(1)回收阶段侧重于回收工序的碳排放分析，忽略对回收料黑粉的减碳贡献，缺少对回收料黑粉的碳减排量分析；(2)减碳行为仅局限于节约能源，完全忽略了回收料黑粉的减碳效果；(3)缺乏行
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，方法包括：获取黑粉回收率、回收电芯的能量密度、黑粉在电芯中的质量占比和电芯减碳量的分配系数，将上述数值输入预设的电芯减碳量模型，得到每千瓦时电芯的减碳量；
2、所述回收料黑粉主要是指收集自电动汽车报废的动力电池或者动力电池生产厂商生产动力电池过程中产生的废电芯或废极片，通过回收厂预处理过程加工而成，预处理过程工艺包括但不限于拆解、破碎、裂解、粉碎、筛分等。当前，所述回收料黑粉主要包括三元锂电池黑粉、磷酸铁锂电池黑粉等，二者占动力电池市场份额的98％。
3、所述黑粉的回收过程包括多个回收工序，三元锂电池黑粉回收工序包括湿法浸出/纯化，前驱体制备，合成正极材料等过程；所述的湿法浸出/纯化工序的碳排放负担包括但不限于酸浸、除铜、除铁、萃取除杂过程中消耗的能源和使用原材产生的碳排放负担。磷酸铁锂电池黑粉回收工序包括锂浸出除杂沉锂、磷铁渣浸出、磷酸铁合成等。
4、本专利技术所述核算方法流程包括：获取黑粉回收过程的工艺消耗量并输出的各产品量，所述工艺消耗量包括黑粉回收过程的物料消耗量、能源消耗量、废弃物处置量和直接温室气体逸散量，将所述黑粉回收过程的工艺消耗量和所述输出的各产品量输入预设的电芯减碳量模型，得到所述的电芯减碳量。
5、本专利技术所述核算方法具体包括：获取黑粉回收率、回收电芯的能量密度、黑粉在电芯中的质量占比和电芯减碳量的分配系数，将上述数值输入预设的电芯减碳量模型，得到每千瓦时电芯的减碳量。
6、优选地，所述电芯减碳量模型包括碳负担模块和碳信用模块。
7、优选地，所述碳信用模块用于根据黑粉回收过程输出的产品量确定碳信用。
8、优选地，所述碳负担模块用于根据黑粉回收过程的物料消耗量、能源消耗量、废弃物处置量和直接温室气体逸散量确定碳负担。
9、优选地，所述碳负担为碳排放量。
10、优选地，所述碳信用为碳减排量。
11、即回收过程产生的产品避免了电池初级材料生产制造过程造成的碳排放，以信用抵扣的方式计入；所述黑粉回收过程产生的各产品，包括但不限于三元正极材料、碳酸锂、铜片、磷酸铁等。
12、优选地，所述电芯减碳量模型还包括净减碳量模块，所述净减碳量模块用于根据所述的碳负担、所述的碳信用和电芯产品参数确定净减碳量，所述电芯产品参数包括黑粉的总量。
13、优选地，所述电芯减碳量模型包括第一公式，所述第一公式包括：gwp净减碳量＝gwp负担+gwp信用，其中，gwp负担为黑粉回收过程物料单元、能源单元、废弃物单元和逸散单元核算的碳排放量，gwp信用为黑粉回收过程产生的产品的碳信用，gwp净减碳量为黑粉在回收过程产生的净减碳量。
14、优选地，所述电芯减碳量模型还包括第二公式，以用于得到单位黑粉在回收过程产生的净减碳量，所述第二公式包括：gwp单位黑粉＝gwp净减碳量/n黑粉，其中，gwp单位黑粉为单位黑粉在回收过程产生的净减碳量，n黑粉为黑粉的总量。
15、优选地，所述电芯产品参数还包括黑粉回收率、回收电芯的能量密度、黑粉在电芯中的质量占比和电芯减碳量的分配系数。
16、优选地，所述电芯减碳量模型还包括第三公式，以用于获得每千瓦时电芯在回收阶段的减碳量，所述第三公式包括：gwpkwh电芯＝y×r×gwp单位黑粉×q×1000/ed，其中，gwpkwh电芯为每千瓦时电芯在回收阶段的减碳量，单位 kgco2-eq，r为黑粉回收率，0≤r≤1，ed为回收电芯的能量密度，单位wh/kg， q为黑粉在电芯中的质量占比，y为电芯减碳量的分配系数，0≤y≤1。
17、优选地，所述碳负担模块包括所述黑粉回收过程的物料单元、能源单元、废弃物单元和逸散单元。
18、优选地，所述碳负担模块包括第四公式，所述的第四公式包括：gwp负担＝gwp物料+gwp能源+gwp废弃物+gwp逸散，其中，gwp物料为黑粉回收过程物料消耗量确定的碳负担，gwp能源为黑粉回收过程能源消耗量确定的碳负担，gwp废弃物为黑粉回收过程废弃物处置量确定的碳负担，gwp逸散为黑粉回收过程直接温室气体逸散量确定的碳负担。
19、优选地，所述黑粉回收过程的物料单元包括回收工序物料的消耗量以及物料运输的吨公里数确定的碳负担。
20、优选地，所述物料碳负担的计算公式包括第五公式，第五公式包括：其中p为回收过程各工序。
21、优选地，其中m表示工序p消耗的物料，物料m包括但不限于工业硫酸、纯碱、液体氢氧化钠、过氧化氢等； efm为消耗的物料m的排放因子，可选自公认的碳排放因子数据库；admi为工序p过程的物料m消耗量；efmt为物料m运输的排放因子，可选自公认的碳排放因子数据库；admt为物料m从供应商运输到工厂的吨公里数，一般追溯到一级供应商；gwpp为黑粉回收过程p工序物料消耗量确定的碳负担。
22、优选地，所述黑粉回收过程的能源单元电力消耗量和蒸汽消耗量确定的碳负担，能源碳负担的计算公式包括第六公式，第六公式包括：gwp能源＝gwp电力 +gwp蒸汽，其中，其中p为不同工序过程，efe为电力排放因子，adpe为黑粉回收本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述方法包括：获取黑粉回收率、回收电芯的能量密度、黑粉在电芯中的质量占比和电芯减碳量的分配系数，将上述数值输入预设的电芯减碳量模型，得到每千瓦时电芯的减碳量；
2.根据权利要求1所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述电芯减碳量模型还包括净减碳量模块，所述净减碳量模块用于根据所述的碳负担和所述的碳信用确定净减碳量，以确定每千瓦时电芯的减碳量；
3.根据权利要求2所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述电芯减碳量模型包括第三公式，所述第三公式包括：GWPkWh电芯＝y×R×GWP单位黑粉×Q×1000/ED，其中，GWPkWh电芯为每千瓦时电芯在回收阶段的减碳量，单位kgCO2-eq，R为黑粉回收率，0≤R≤1，ED为回收电芯的能量密度，单位Wh/kg，Q为黑粉在电芯中的质量占比，y为电芯减碳量的分配系数，0≤y≤1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述碳负担模块包括所述黑
5.根据权利要求4所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述黑粉回收过程的物料单元包括回收工序的物料消耗量以及物料运输的吨公里数确定的碳负担，物料碳负担的计算公式包括第五公式，所述的第五公式包括：其中p为回收过程各工序，其中m表示p工序消耗的物料，EFm为消耗的物料m的碳排放因子，ADm为p工序过程的物料m消耗量，EFmt为物料m运输的排放因子，ADmt为物料m从一级供应商运输到工厂的吨公里数，GWPp为黑粉回收过程工序p消耗物料产生的碳负担。
6.根据权利要求4所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述的黑粉回收过程的能源单元包括电力消耗量和蒸汽消耗量确定的碳负担，能源碳负担的计算公式包括第六公式，所述的第六公式包括：GWP能源＝GWP电力+GWP蒸汽，其中，其中，p为回收过程各工序，所述的EFe为电力排放因子，ADpe为黑粉回收过程工序p的电力消耗量，其中，p为不同工序过程，所述的EFs为蒸汽排放因子，ADps为黑粉回收过程工序p的蒸汽消耗量，GWP电力为黑粉回收过程各工序电力消耗量确定的碳负担，GWP蒸汽为黑粉回收过程各工序蒸汽消耗量确定的碳负担。
7.根据权利要求4所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述的黑粉回收过程的废弃物单元包括回收工序的废弃物处置量确定的碳负担，废弃物碳负担的计算方式包括第七公式，所述的第七公式包括：其中，w为黑粉回收过程产生的废弃物，EFw为废弃物w处置的碳排放因子，ADw为黑粉回收过程的废弃物w处置量。
8.根据权利要求4所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述的黑粉回收过程的逸散单元包括回收工序的直接温室气体逸散量，逸散碳负担的计算方式包括第八公式，所述的第八公式包括：其中g为黑粉回收过程逸散的温室气体，EFg为温室气体g的碳排放因子，ADg为黑粉回收过程逸散的直接温室气体g的排放量。
9.根据权利要求1所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述碳信用模块包括回收过程产生的产品碳信用，所述碳信用模块包括第九公式，所述第九公式包括：其中c为黑粉回收过程产生的产品，所述的EFc为产品c的碳排放因子，ADc为黑粉回收过程产生的产品c产量。
10.根据权利要求1-9任一项所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述方法还包括基于黑粉回收过程产生的动力电池再生料，代替电池初级材料应用于新生命周期的动力电池电芯减碳量的核算方法，包括第十公式，所述第十公式包括：GWP新kWh电芯＝(1-y)×R×GWP单位黑粉×Q×1000/ED，其中，GWP新kWh电芯为每千瓦时电芯使用电池再生料产生的电芯减碳量，单位kgCO2-eq。
11.一种基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算系统，其特征在于，所述系统包括动力电池电芯减碳量的管理终端和动力电池电芯减碳量的确定终端；
12.一种基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算装置，其特征在于，所述装置包括：
13.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-10任一项所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法的步骤。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机...
【技术特征摘要】
1.一种基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述方法包括：获取黑粉回收率、回收电芯的能量密度、黑粉在电芯中的质量占比和电芯减碳量的分配系数，将上述数值输入预设的电芯减碳量模型，得到每千瓦时电芯的减碳量；
2.根据权利要求1所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述电芯减碳量模型还包括净减碳量模块，所述净减碳量模块用于根据所述的碳负担和所述的碳信用确定净减碳量，以确定每千瓦时电芯的减碳量；
3.根据权利要求2所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述电芯减碳量模型包括第三公式，所述第三公式包括：gwpkwh电芯＝y×r×gwp单位黑粉×q×1000/ed，其中，gwpkwh电芯为每千瓦时电芯在回收阶段的减碳量，单位kgco2-eq，r为黑粉回收率，0≤r≤1，ed为回收电芯的能量密度，单位wh/kg，q为黑粉在电芯中的质量占比，y为电芯减碳量的分配系数，0≤y≤1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述碳负担模块包括所述黑粉回收过程的物料单元、能源单元、废弃物单元和逸散单元；
5.根据权利要求4所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述黑粉回收过程的物料单元包括回收工序的物料消耗量以及物料运输的吨公里数确定的碳负担，物料碳负担的计算公式包括第五公式，所述的第五公式包括：其中p为回收过程各工序，其中m表示p工序消耗的物料，efm为消耗的物料m的碳排放因子，adm为p工序过程的物料m消耗量，efmt为物料m运输的排放因子，admt为物料m从一级供应商运输到工厂的吨公里数，gwpp为黑粉回收过程工序p消耗物料产生的碳负担。
6.根据权利要求4所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核算方法，其特征在于，所述的黑粉回收过程的能源单元包括电力消耗量和蒸汽消耗量确定的碳负担，能源碳负担的计算公式包括第六公式，所述的第六公式包括：gwp能源＝gwp电力+gwp蒸汽，其中，其中，p为回收过程各工序，所述的efe为电力排放因子，adpe为黑粉回收过程工序p的电力消耗量，其中，p为不同工序过程，所述的efs为蒸汽排放因子，adps为黑粉回收过程工序p的蒸汽消耗量，gwp电力为黑粉回收过程各工序电力消耗量确定的碳负担，gwp蒸汽为黑粉回收过程各工序蒸汽消耗量确定的碳负担。
7.根据权利要求4所述的基于黑粉回收的动力电池电芯减碳量的核...
【专利技术属性】
技术研发人员：王莹莹，吴彬，林晓，刘刚锋，王雪，
申请(专利权)人：材料科学姑苏实验室，
类型：发明
国别省市：
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