廢舊鋰電池回收處理工藝新技術(shù)解決鋰電池回收難題

一段時間以來,隨著我國新能源汽車產(chǎn)銷兩旺,一批新能源動力電池進(jìn)入規(guī)模化退役期。據(jù)預(yù)計,2025年我國退役動力電池將接近80萬噸。大規(guī)模動力電池逐步退役,于此同時兩輪車鋰電池,3C鋰電,電動工具電池等大量的鋰離子電池均面臨這回收問題。鋰電池回收,不僅利于環(huán)境保護(hù),還有其實實在在的經(jīng)濟價值。

鋰電池回收的意義:
鋰電池的使用壽命一般為35年,目前業(yè)內(nèi)普遍的看法是:動力蓄電池容量衰減小于20%,是可以滿足汽車使用的;當(dāng)衰減在20%~40%之間時,是可以滿足梯次利用的;當(dāng)衰減在40%以上時,再進(jìn)行再生處理。鋰電池在結(jié)束其使用周期以后,需要進(jìn)行回收處理,主要出于對環(huán)保性和經(jīng)濟性的考慮。
環(huán)保需要:
鋰電池里面通常含有較多有害物質(zhì),Ni、Co、磷化物等高危物質(zhì)。如果廢舊鋰離子電池采取普通的垃圾處理方法(包括填埋、焚燒、堆肥等),其中的鈷、鎳、鋰、錳等金屬以及無機、有機化合物必將對大氣、水、土壤造成嚴(yán)重的污染,具有極大的危害性。

經(jīng)濟性需要:
退役電池包括能量價值和材料再生價值。以磷酸鐵鋰電池為例,雖然其中不包含鈷、鎳等高價的稀有金屬,但廢舊電池中的鋰含量達(dá)到1. 10%,顯著高于我國開發(fā)利用的鋰礦(鋰礦山中Li20平均品位為0. 8-1. 4%,對應(yīng)到鋰含量僅0. 4-0. 7%).我國雖然鋰礦資源豐富,但是因為幅員遼闊以及開采難度等原因?qū)е庐a(chǎn)出較少,鋰資源供給有限,90%以上的需求都依賴進(jìn)口。電芯在動力電池成本中占比達(dá)到36%,若扣除毛利則電芯占比高達(dá)49%;在消費類電池中電芯成本占比更高。而在電芯中,富含鎳鈷錳等金屬元素的正極材料的成本占到了45%.通過原料回收,鎳鈷錳等金屬元素可實現(xiàn)95%以上的回收率,而鋰元素的回收率也在70%以上,經(jīng)濟效益顯著。

廢舊鋰電池回收處理工藝主要分為三個處理過程,預(yù)處理、二次處理與深度處理,廢舊電池回收過程中仍有部分電量,所以要對其進(jìn)行預(yù)處理,主要進(jìn)行深度放電過程、破碎、物理分選。二次處理的目的是為了使正負(fù)極活性材料與基底發(fā)生分離,主要用熱處理法、有機溶劑溶解法、堿液溶解法以及電解法等來實現(xiàn)。深度處理是處理過程的關(guān)鍵,主要包括浸出和分離提純兩個過程,對有價值的金屬材料進(jìn)行提取。現(xiàn)如今鋰電池回收工業(yè)中常用的技術(shù)有干法回收和濕法回收等,其中干法工藝是目前回收廢舊鋰電池較為成熟的技術(shù),也是目前研究較多的一種工藝。