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廢舊磷酸鐵鋰電池應該怎樣回收?

鉅大LARGE  |  點擊量:5742次  |  2019年02月14日  

摘要
隨著國內電動汽車產業的快速發展,對磷酸鐵鋰電池的需求量也快速增加,大量的磷酸鐵鋰動力電池報廢,進入到回收階段,鋰電池的回收市場降呈現出爆發式的增長,為了避免回收過程中對環境產生二次污染,我們需要采用更加綠色環保的回收方法。本文存能電氣小編就教教大家如何回收廢舊磷酸鐵鋰電池。

隨著國內電動汽車產業的快速發展,對磷酸鐵鋰電池的需求量也快速增加,大量的磷酸鐵鋰動力電池報廢,進入到回收階段,鋰電池的回收市場降呈現出爆發式的增長,為了避免回收過程中對環境產生二次污染,我們需要采用更加綠色環保的回收方法。本文存能電氣小編就教教大家如何回收廢舊磷酸鐵鋰電池。


動力磷酸鐵鋰電池回收的現狀:


新能源汽車市場2014年開始高速增長,而新能源汽車早在2008年奧運會期間就已出現,按照相應的報廢標準,動力電池報廢電池市場已經開始形成,預計到2018年中國動力磷酸鐵鋰當初廢舊回收市場將初具規模,累計廢舊動力電池12.08GWH,累計報廢量將達到17.25萬噸左右。根據測算,2018年對應的從廢舊動力鋰電池中回收鈷、鎳、錳、鋰、鐵和鋁等金屬所創造的回收市場規模將達到53.23億元,2020年達到101億元,2023年廢舊動力鋰電池市場將達到250億元。


鋰電池回收是社會責任,鋰電池環?;?、無害化處置符合可持續發展的要求。因此,政府推行“生產者責任延伸制”,要求生產者對電池回收負責,保證電池“源頭可控、去向清晰”,以便于減輕回收拆解環節工作量;同時倡導以PACK電池組的形式用于梯次利用,減少回收難度,提高行業效率。


如何回收廢舊磷酸鐵鋰電池?


1、梯次利用與原料回收


退役動力鋰電池,走梯次利用道路的,是梯次利用之后再進行材料回收;直接材料回收的是批量過小的,無歷史可查的,安全監測不合格的等等。


追求經濟效益是企業和社會行為的動力。按道理,梯次利用,到電池的可利用價值降低到維護成本以下,再做原料回收,才是電池價值最大化。但實際的情況是,早期動力電池可追溯性差,質量、型號參差不齊。早期電池的梯次利用風險大,剔除風險的成本高,因而可以說,在動力電池回收的前期,電池的去處大概率以原料回收為主。


2正極材料有價金屬提取方法


當前說的動力鋰電池回收,其實并沒有做到整個電池上各類材料的全面回收再利用。正極材料的種類主要包括:鈷酸鋰,錳酸鋰,三元鋰,磷酸鐵鋰電池等。


電池正極材料成本占據單體電池成本1/3以上,而由于負極目前采用石墨等碳材料較多,鈦酸鋰Li4Ti5O12和硅碳負極Si/C應用較少,所以目前電池的回收技術主要針對的是電池正極材料回收。


廢舊鋰電池的回收方法主要有物理法、化學法和生物法三大類。與其他方法相比,濕法冶金因其能耗低、回收效率高及產品純度高等優點被認為是一種較理想的回收方法。


①物理法


物理法利用物理化學反應過程對磷酸鐵鋰電池進行處理。常見的物化處理方法主要是破碎浮選法和機械研磨法。


②化學法


化學法是利用化學反應過程對鋰電池進行處理的方法,一般分為火法冶金和濕法冶金2種方法。


③生物法


生物冶金法目前也在研究進行中,其利用微生物菌類的代謝過程來實現對鈷、鋰等金屬元素的選擇性浸出。生物法能源消耗低,成本低,且微生物可以重復利用,污染很小;但培養微生物菌類要求條件苛刻,培養時間長,浸出效率低,工藝有待進一步改進。


磷酸鐵鋰電池的一般處理方式,電池整體經機械粉碎后,利用極性有機溶劑NMP或強堿溶解分離其中的鋁,剩余的材料即為LiFePO4和碳粉的混合物。向該混合物中引入Li、Fe、P以調整此三種元素在材料中的摩爾比,再經球磨、惰性氣氛下高溫煅燒后可重新合成LiFePO4材料,但與首次合成的磷酸鐵鋰電池正極材料相比,該材料的電容量、充放電性能均有所下降。將失效磷酸鐵鋰電池正極材料氧化分解,回收鋰、鐵、磷、碳并重新利用才是治標治本的回收路徑。


廢舊磷酸鐵鋰電池環保處理工藝:


粗碎機—微粒粉碎機—微粉分級機—旋風分離器—脈沖除塵器—高壓風機,鋰電池粉碎機整個回收過程全部實現了工業自動化,回收效率高,處理能力強,每小時處理量為500千克,年處理量達到5000噸,廢舊鋰電池有價組分回收利用率達90%以上。


鋰電池回收技術的發展前景:


梯級利用和拆解回收是退役鋰電池回收的重要途徑。


(1)梯級利用可以實現退役動力鋰電池在儲能領域的二次應用,下游應用空間巨大,也是政策著重支持的回收方式。車企和電池廠具備先天優勢,但也面臨退役電池回收成本較高的困境。同時該途徑對電池一致性要求極高,目前有部分示范項目在運行;


(2)拆解回收是目前退役鋰電池回收的主要現行途徑,其中濕法回收的商業化程度最高,格林美、中航鋰電、邦普等電池材料生產商均有所布局,在原材料價格普遍上漲的背景下,通過“回收+生產”的方式鎖定上游原材料價格將是未來電池材料廠商降低成本的重要途徑。


當前的動力鋰電池的回收主體主要有回收小作坊、專業回收公司和政府回收中心,以動力電池生產企業或電動汽車企業為主體的回收體系還沒有出現。


對于產生的廢棄磷酸鐵鋰電池如果不加以回收處理則會帶來巨大的環境污染。另一方面,金屬的有效回收和剩余能量的利用也可以帶來可觀的經濟效益。因此,有必要使用正確的技術手段回收廢舊磷酸鐵鋰電池,避免環境污染和資源的浪費。

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