鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:560次 | 2022年06月25日
101GWh動(dòng)力鋰電池2030年報(bào)廢 材料回收產(chǎn)業(yè)化能否"跟上趟"?
我國(guó)目前是全球最大的新能源汽車市場(chǎng),隨著電動(dòng)汽車關(guān)鍵部件電池使用壽命的逐漸到期,動(dòng)力鋰電池的報(bào)廢量也隨之越來(lái)越大。
2014年,我國(guó)電動(dòng)汽車銷售量為7萬(wàn)輛;2015年,達(dá)到了30萬(wàn)輛;到2016年,達(dá)到50萬(wàn)輛;2018年,達(dá)到了105.3萬(wàn)輛。
2018年,CATL和比亞迪的電池裝機(jī)量分別為23.43GWh和11.43GWh;2019年上半年,CATL和比亞迪電池裝機(jī)量分別為13.85GWh和7.36GWh。
預(yù)計(jì)到2020年,我國(guó)車用動(dòng)力鋰電池需求將達(dá)到125GWh,而報(bào)廢量將達(dá)到32GWh,報(bào)廢電池折算為質(zhì)量將達(dá)到約50萬(wàn)t;到2030年,動(dòng)力鋰電池報(bào)廢量將達(dá)到101GWh,報(bào)廢動(dòng)力鋰電池量約達(dá)到116萬(wàn)t。
目前,廢舊動(dòng)力鋰電池回收方式重要有兩種,一是梯次利用,二是拆解回收。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰電池回收公司重要以回收三元正極材料為主。另外,一些小型公司以回收磷酸鐵鋰正極材料為主,但技術(shù)水平較低。
有關(guān)容量下降到50%以下無(wú)法繼續(xù)使用的電池,只能進(jìn)行拆解,并資源化回收利用。
此外,有關(guān)梯次利用的報(bào)廢電池,也要進(jìn)行拆解及資源化利用。
有關(guān)正極材料約占成本40%的鋰電池,在回收時(shí),重點(diǎn)考慮回收再利用正極材料。
鋰電池按正極材料,重要可以分成磷酸鐵鋰和三元材料兩種品種,磷酸鐵鋰由于安全性及循環(huán)性,重要用于公交車及小轎車。而三元材料電池由于其體積能量密度大,重要用于小轎車,兩種電池的市場(chǎng)占有量均在45%左右。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
由于磷酸鐵鋰發(fā)展的時(shí)間早,目前廢舊磷酸鐵鋰電池量更大一些。
在資源化回收利用方面,國(guó)內(nèi)的重要專業(yè)回收公司重要是對(duì)三元材料正極材料進(jìn)行回收利用。
而磷酸鐵鋰中含鋰4%左右,折合成碳酸鋰有170kg左右,即1t磷酸鐵鋰粉體可回收碳酸鋰170kg,因此,有關(guān)磷酸鐵鋰極片的回收,重要回收鋰及鋁。
目前,國(guó)內(nèi)重要回收磷酸鐵鋰的是一些小型公司。由于技術(shù)原因,小型公司鋰的回收率在85%左右,可回收碳酸鋰約140kg。
此外,磷酸鐵鋰的重要成分為磷酸鐵,由于沒有回收被廢棄,因此造成了資源浪費(fèi)。
目前,磷酸鐵鋰正極材料回收技術(shù)重要存在成分未回收、酸堿消耗量大、成本較高、排放廢水等問(wèn)題。
廢舊鋰電池不經(jīng)過(guò)處理,直接進(jìn)入到冶煉爐內(nèi)熔煉成合金,并進(jìn)一步溶解合金,分離凈化后獲得高純度的鎳和鈷的化合物,熔煉過(guò)程中出現(xiàn)的有害氣體,會(huì)經(jīng)過(guò)后續(xù)凈化處理后排放,重要用于鎳氫及廢鈷酸鋰電池的處置。
火法工藝簡(jiǎn)單、易操作,且對(duì)各種廢舊電池具有通用的效果,但處理流程長(zhǎng),有價(jià)金屬綜合回收率較低。
目前,國(guó)內(nèi)主流的工藝路線為濕法處理路線,重要回收廢舊鋰電池正極材料中的有價(jià)金屬。
濕法工藝要對(duì)電池進(jìn)行預(yù)處理,得到廢舊電池正極材料粉體,采用無(wú)機(jī)酸浸出正極中的金屬離子,使金屬離子進(jìn)入溶液,然后通過(guò)沉淀、萃取、鹽析、離子交換、電化學(xué)等方法進(jìn)一步分離、提純得到其鈷、鎳、鋰等金屬元素化合物。
實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中,浸出過(guò)程常采用鹽酸、硫酸和硝酸浸出正極材料中有價(jià)金屬,同時(shí)添加氧化劑,鹽酸浸出常用氯酸鈉作為氧化劑。
目前,電池公司回收廢舊鋰重要采用濕法工藝,回收三元正極材料中的有價(jià)金屬。
我國(guó)廢舊動(dòng)力鋰電池回收處于初始階段,工業(yè)上重要采用濕法回收正極材料中有價(jià)金屬為主,通過(guò)無(wú)機(jī)酸溶解,萃取分離得到金屬化合物作為產(chǎn)品出售。
骨干鋰電池回收公司以回收三元正極材料為主,一些小型公司開展了磷酸鐵鋰正極材料回收工業(yè)生產(chǎn),但只回收正極材料中的鋰,技術(shù)水平較低,生產(chǎn)成本較高。
因此,為了保證廢舊鋰電池整體綜合回收再利用,有必要在負(fù)極、電解液、隔膜等方面展開研究,并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
尤其在拆解方面,要重點(diǎn)研究,實(shí)現(xiàn)廢舊鋰電池有價(jià)成分的物理分離,降低回收再利用成本,保證鋰電池行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。