鋰電回收方式介紹
來源：寶鄂實業(yè)
2019-12-20 14:34
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對于退役的動力電池，目前主要有兩種可行的處理方法：其一是梯次利用，即將退役的動力鋰電池用在儲能等其他領域作為電能的載體使用，從而充分發(fā)揮剩余價值；其二是拆解回收，即將退役電池進行放電和拆解，提煉原材料，從而實現循環(huán)利用。目前僅有磷酸鐵鋰電池可以通過梯次利用發(fā)揮剩余價值，三元材料的電池仍以拆解回收為主。
鋰電池回收方式及流程
(1)初次利用
當動力電池性能下降到原性能的80%時，將不能達到電動汽車的使用標準，但其依然具備在儲能系統(tǒng)，尤其是小規(guī)模的分散儲能系統(tǒng)中繼續(xù)使用的條件，比如平抑、穩(wěn)定風能、太陽能等間歇式可再生能源發(fā)電的輸出功率，實施削峰填谷、減輕用電負荷供需矛盾，滿足智能電網能量雙向互動的要求等。此外，退役動力鋰電池還可以用于低速電動交通工具，比如電動自行車、電動摩托車等。
鐵塔基站儲能電池需求巨大，符合梯次利用電池大規(guī)模使用特點，將成為梯次利用電池主要的應用領域。2018年1月4日，中國鐵塔公司與長安汽車、比亞迪、銀隆新能源、沃特瑪、國軒高科、桑頓新能源等16家企業(yè)，簽訂了新能源汽車動力蓄電池回收利用戰(zhàn)略合作伙伴協議。中國鐵塔公司目前試點范圍已擴大到12省市，已建設了3000多個試驗站點，涵蓋備電、削峰填谷、微電網等各種使用工況。
梯次利用在儲能中的應用
通信基站儲能電池需求巨大，可吸納絕大部分的廢舊動力鋰電池。根據智研咨詢的預測，2017年全球移動通信基站投資規(guī)模有望達到529億元，同比增加4.34%；2016年，中國移動、中國電信和中國聯通的4G基站建設數分別達30萬、29萬和21.6萬，每年存量電池的更換和新建基站產生的電池需求量龐大。長期來看，梯次利用不僅能夠實現退役動力電池的再利用，更有望引導新能源利用模式的發(fā)展。
（2）拆解回收
在對廢鋰離子電池進行了放電、拆解等預處理之后，根據回收過程所采用的的主要關鍵技術，可以將廢鋰離子電池的資源化處理過程分為物理法、化學法和生物法三類。
物理法包括火法、機械破碎浮選法、機械研磨法、有機溶劑溶解法及水熱溶解沉淀法等。其中火法又稱干法，是最常用的物理回收方法，其主要通過高溫焚燒分解去除起粘結的有機物，以實現鋰電池組成材料間的分離，同時可使電池中的金屬及其化合物氧化、還原并分解，在其以水蒸氣形式揮發(fā)后，用冷凝方法等將其收集?；鸱üに嚭唵?，可有效去除電池中的電解液、粘結劑等有機物質，但操作能耗大，而且如果溫度過高，鋁箔會被氧化成為氧化鋁，造成價值降低和收集困難。同時對于高溫燃燒產生的廢氣，也需要研究相應的對策防止其污染環(huán)境。
化學法（又稱濕法）是在拆解破碎鋰離子電池之后，先用氫氧化鈉、硫酸、硝酸、雙氧水等化學試劑將鋰電池正極中的鈷、鋰、鋁等方法來凈化、分離、提純鈷、鋰等金屬元素。由于使用鹽酸浸出金屬離子時，會在反應中生成有害的氯氣，因此目前使用較多的浸出體系是硫酸與雙氧水的混合體系。針對酸浸后的浸出液，可采用沉淀法、萃取法、鹽析法、電化學法等方式實現金屬離子的提純。
化學法相對比較成熟，回收率高于物理法，但一般得到的是金屬氧化物，并不能直接用來作為鋰離子電池正極材料，后續(xù)利用回收得到的金屬氧化物制備正極材料工藝比較復雜，成本較高。
對比兩者工藝流程可以發(fā)現，物理法能夠直接回收正極材料、負極材料電解液、隔膜，只需經過簡單處理后即可用于鋰電池的再生產，但此法要求至少廢鋰電池所用的正負極材料、電解液一致。然而現實中動力鋰電池正極材料眾多，高能量密度的三元材料也可根據自身成分比例不同分為811、522、111等多種型號，因此目前物理法尚未得到商業(yè)化推廣和使用，行業(yè)普遍采用技術相對成熟的化學法。
