如何處理廢舊鋰電池？回收的廢舊電池有什么用？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-26 16:39
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隨著鋰電池運(yùn)用市場的逐漸擴(kuò)大，廢舊鋰電池對(duì)環(huán)境造成的威脅也越來越大，如何對(duì)廢棄鋰電池進(jìn)行回收管理，也受到了廣泛關(guān)注。然而，與鋰電池種類的多種多樣相比，當(dāng)前對(duì)廢舊鋰電池可供選擇的處理方式卻十分有限。
“當(dāng)前，對(duì)廢棄鋰電池的各種處理方式都存在各自的問題，而拆解電池并提煉貴重金屬的方式，仍然是最能兼顧環(huán)保及經(jīng)濟(jì)效益的做法。”深圳市泰力廢舊鋰電池回收技術(shù)有限公司總經(jīng)理張永祥如此說道。
在鋰電池中，含有鈷、鎳等元素的材料價(jià)值含量較高。尤其是鎳材料，自印尼在今年1月12日出臺(tái)鎳原礦出口禁令以后，國際市場上鎳價(jià)的漲幅已經(jīng)超過60%。另外，當(dāng)前拆解鈷、鎳廢料的技術(shù)較為成熟。因此，拆解鈷、鎳廢料也成為處理廢舊鋰電池的主要方式。
拆解鈷、鎳廢料的方法包括 “干法”、“濕法”以及“干、濕結(jié)合”等方法。張永祥介紹道，“干法”主要采取燃燒的方式，耗能較大，國家并不提倡；而“濕法”冶金過程則會(huì)造成水質(zhì)的污染，帶來新的環(huán)保問題。因此，企業(yè)主要采取“干、濕結(jié)合”的方式對(duì)電池進(jìn)行拆解。
但由于存在各種限制，無論是拆解碳酸鋰還是直接回收正負(fù)極等材料的做法，目前都難以得到真正商業(yè)化的推廣。
由于鋰資源在未來有可能出現(xiàn)嚴(yán)重的短缺，從廢舊鋰電池中回收鋰鹽，也成為了一些業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的熱點(diǎn)。有權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測，到2050年，全球的金屬鋰需求量將達(dá)到4000萬噸，而目前全球金屬鋰資源最多為3000萬噸，已探明可開采的鋰礦資源換算成金屬鋰也僅為1500萬噸，供需之間存在巨大的缺口。
而在這一輪鋰危機(jī)當(dāng)中，中國面臨的形勢顯得格外嚴(yán)峻。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國的鋰儲(chǔ)量僅占世界儲(chǔ)量的。更為嚴(yán)重的是，當(dāng)前全球70%的鋰資源都是以鹽湖鹵水的形式存在，而中國的鋰提煉技術(shù)仍然局限于礦石提鋰，鹵水提鋰的關(guān)鍵技術(shù)至今仍未攻克。如果鹵水提鋰技術(shù)遲遲不能突破的話，中國鋰電行業(yè)無疑處于更加被動(dòng)的局面。
雖然回收碳酸鋰在一定程度上可應(yīng)對(duì)未來鋰資源的短缺，但從廢舊鋰電池中回收碳酸鋰需高昂的成本，令電池回收企業(yè)望而卻步。據(jù)國外媒體報(bào)道，從鋰電池中回收碳酸鋰的成本，是目前碳酸鋰最低生產(chǎn)成本的5倍。而國內(nèi)外在這方面的研究，目前還沒有突破性的進(jìn)展。
“由于太不劃算，幾乎所有電池回收都放棄了在廢舊鋰電池中回收碳酸鋰的想法。”張永祥說道，“而且回收碳酸鋰可能對(duì)員工的身體造成傷害，這方面的項(xiàng)目，可能連政府的安全審查都過不了。”
而直接從廢舊鋰電池中回收更高價(jià)值的正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔膜等中間品的方法，則面臨廢舊鋰電池一致性難以滿足的問題。據(jù)了解，從廢舊鋰電池中回收的中間品對(duì)于一致性的要求很高，回收的材料必須出自同一種鋰電池，至少鋰電池所用正負(fù)極材料、電解液一致，才能重新運(yùn)用到新電池上。
現(xiàn)實(shí)的情形是，當(dāng)前中國的鋰電行業(yè)缺乏標(biāo)準(zhǔn)，鋰電池種類繁多，鋰電池的成分往往各不相同，甚至同一種三元材料，自身成分比例都有很大的差異，回收中間品的做法在商業(yè)化應(yīng)用上仍然存在很大難度。
隨著人們對(duì)電池續(xù)航里程能力要求的不斷提高，眾多電池生產(chǎn)企業(yè)也將提升電池能量密度作為主要研發(fā)方向之一。科技部部長萬鋼于4月26日在2016中國汽車論壇上表示，今后五年要努力把動(dòng)力電池單位能量密度提高一倍，把制造成本降低50%，使單位電池能量達(dá)到300瓦時(shí)以上的同時(shí)，成本降至1元以下。
近日，超威集團(tuán)發(fā)布消息，消息稱超威集團(tuán)旗下子公司浙江超威創(chuàng)元實(shí)業(yè)有限公司(以下簡稱超威創(chuàng)元)在圓柱18650鋰電電芯研發(fā)方面取得新進(jìn)展，新研發(fā)出的圓柱18650鋰電電芯容量一舉突破3000mAh“大關(guān)”，達(dá)到4050mAh，比能量已超過300wh/kg，提前實(shí)現(xiàn)科技部所給出的目標(biāo)。
超威創(chuàng)元18650-4050mAh電芯比能量可達(dá)306Wh/kg，可以說提前完成了科技部“2020年的動(dòng)力電池單體比能量300 Wh/kg”的目標(biāo)。此款電芯不僅在容量和比能量上有所突破，在其他性能上也很優(yōu)異。任寧說，這款電芯循環(huán)壽命在300次以上(1C100%DOD)，而低溫性能和荷電保持能力均已達(dá)到國標(biāo)(GB/T31484、GB/T31486)要求，-20℃條件下1C放電容量大于70%。
這款高容量電芯的最初思路是采用高容量正極材料和高容量負(fù)極材料。此體系中正極采用NCA材料，克容量可達(dá)200mAh/g，負(fù)極采用硅碳負(fù)極材料，克容量可達(dá)650mAh/g。在隔膜方面，這款電芯采用了PVDF凝膠隔膜，此類隔膜可以有效提升電芯的安全性能，如針刺，擠壓等測試均以通過超威創(chuàng)元企標(biāo)測試，并且正在第三方檢測機(jī)構(gòu)送檢。電解液方面，超威創(chuàng)元與合作伙伴共同研發(fā)出適合此體系的電解液，降低了電解液的粘度，提高了電解液同負(fù)極的相容性，解決了高能量密度電芯不容易滲液等問題。
這款高容量18650電芯在研發(fā)過程中采用最新研發(fā)的導(dǎo)電體系，提高極片導(dǎo)電性能的同時(shí)也提升了主材在極片中的占比。同時(shí)超威創(chuàng)元還開發(fā)了特有的更薄、更安全的蓋帽體系，使原材料的可用體積增大，從而提升了比能量。
目前，18650鋰離子電池已被廣泛地應(yīng)用于筆記本電腦、隨身電源、醫(yī)療儀器等電子領(lǐng)域，特別是在新能源電動(dòng)汽車領(lǐng)域，18650電池已成為電動(dòng)汽車制造廠商主要選擇之一。隨著三元材料電池在電動(dòng)乘用車、電動(dòng)物流車、電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車等車型上的廣泛應(yīng)用，三元18650鋰離子電池的市場份額也會(huì)逐漸加大。
