如何回收廢舊磷酸鐵鋰電池?

來源：存能電氣  日期：2019-01-14 09:18  瀏覽量：次

　　如何回收廢舊磷酸鐵鋰電池?隨著國內(nèi)電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)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(bào)廢，進(jìn)入到回收階段，鋰電池的回收市場降呈現(xiàn)出爆發(fā)式的增長，為了避免回收過程中對環(huán)境產(chǎn)生二次污染，我們需要采用更加綠色環(huán)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(xiàn)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(yùn)會期間就已出現(xiàn)，按照相應(yīng)的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，動力電池報(bào)廢電池市場已經(jīng)開始形成，預(yù)計(jì)到2018年中國動力磷酸鐵鋰當(dāng)初廢舊回收市場將初具規(guī)模，累計(jì)廢舊動力電池12.08GWH，累計(jì)報(bào)廢量將達(dá)到17.25萬噸左右。根據(jù)測算，2018年對應(yīng)的從廢舊動力鋰電池中回收鈷、鎳、錳、鋰、鐵和鋁等金屬所創(chuàng)造的回收市場規(guī)模將達(dá)到53.23億元，2020年達(dá)到101億元，2023年廢舊動力鋰電池市場將達(dá)到250億元。

　　鋰電池回收是社會責(zé)任，鋰電池環(huán)?；?、無害化處置符合可持續(xù)發(fā)展的要求。因此，政府推行“生產(chǎn)者責(zé)任延伸制”，要求生產(chǎn)者對電池回收負(fù)責(zé)，保證電池“源頭可控、去向清晰”，以便于減輕回收拆解環(huán)節(jié)工作量;同時(shí)倡導(dǎo)以PACK電池組的形式用于梯次利用，減少回收難度，提高行業(yè)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(jìn)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(jiān)測不合格的等等。

　　追求經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)和社會行為的動力。按道理，梯次利用，到電池的可利用價(jià)值降低到維護(hù)成本以下，再做原料回收，才是電池價(jià)值最大化。但實(shí)際的情況是，早期動力電池可追溯性差，質(zhì)量、型號參差不齊。早期電池的梯次利用風(fēng)險(xiǎn)大，剔除風(fēng)險(xiǎn)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(jià)金屬提取方法

　　當(dāng)前說的動力鋰電池回收，其實(shí)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(jù)單體電池成本1/3以上，而由于負(fù)極目前采用石墨等碳材料較多，鈦酸鋰Li4Ti5O12和硅碳負(fù)極Si/C應(yīng)用較少，所以目前電池的回收技術(shù)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(xué)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(chǎn)品純度高等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)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(xué)反應(yīng)過程對磷酸鐵鋰電池進(jìn)行處理。常見的物化處理方法主要是破碎浮選法和機(jī)械研磨法。

　　②化學(xué)法

　　化學(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)過程對鋰電池進(jìn)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(jìn)行中，其利用微生物菌類的代謝過程來實(shí)現(xiàn)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(fù)利用，污染很小;但培養(yǎng)微生物菌類要求條件苛刻，培養(yǎng)時(shí)間長，浸出效率低，工藝有待進(jìn)一步改進(jìn)。

　　磷酸鐵鋰電池的一般處理方式，電池整體經(jīng)機(jī)械粉碎后，利用極性有機(jī)溶劑NMP或強(qiáng)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(diào)整此三種元素在材料中的摩爾比，再經(jīng)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(biāo)治本的回收路徑。

　　廢舊磷酸鐵鋰電池環(huán)保處理工藝：

　　粗碎機(jī)—微粒粉碎機(jī)—微粉分級機(jī)—旋風(fēng)分離器—脈沖除塵器—高壓風(fēng)機(jī)，鋰電池粉碎機(jī)整個回收過程全部實(shí)現(xiàn)了工業(yè)自動化，回收效率高，處理能力強(qiáng)，每小時(shí)處理量為500千克，年處理量達(dá)到5000噸，廢舊鋰電池有價(jià)組分回收利用率達(dá)90%以上。

　　鋰電池回收技術(shù)的發(fā)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(shí)現(xiàn)退役動力鋰電池在儲能領(lǐng)域的二次應(yīng)用，下游應(yīng)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(yōu)勢，但也面臨退役電池回收成本較高的困境。同時(shí)該途徑對電池一致性要求極高，目前有部分示范項(xiàng)目在運(yùn)行；

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

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

　　對于產(chǎn)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(huán)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(jīng)濟(jì)效益。因此，有必要使用正確的技術(shù)手段回收廢舊磷酸鐵鋰電池，避免環(huán)境污染和資源的浪費(fèi)。