动力电池绿色回收与资源高值化.doc
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1、动力电池绿色回收与资源高值化随着新能源电动车行业的飞速发展,全球对锂电池的需求呈现大幅度增长。据预测,到2030 年, 全球退役锂离子电池将达到1100 万吨以上,中国的退役锂电池数量也将达到每年万吨甚至十万吨量级。“锂电池的正极材料中含有锂、钴等贵金属, 这些稀缺资源必须倍加珍惜,循环利用”,中国科学院院士费维扬曾对高科技与产业化记者指出,“而且,只生产不回收,既不符合可持续发展的规律,还会进一步对自然环境产生威胁。我们应当加强先进动力电池的回收技术研发,让退役锂电池好来好去”。与此同时,随着我国动力电池回收门槛的逐渐提高,产业链融合将是未来发展趋势。但目前该行业的产业链仍然缺乏具体有效、可
2、囊括所有环节的一揽子解决方案,产业链壁垒林立,难以实现资源高值化。中国电池联盟高级顾问、综合部主任杨清雨也对记者表示为,“整个产业链包括所有电池应用端、回收渠道、网络、梯次利用、预处理、材料再利用等多个环节,在这个过程中不可避免地会出现技术壁垒、数据壁垒以及物流壁垒,亟待加强上下游合作。”深圳清华大学研究院新能源与环保技术研究所所长、教授陈建军在“第二届中国高科技产业化高峰会议”上,就上述废旧锂电池的绿色回收与资源高值化问题接受本刊采访,并介绍了技术团队最新突破性进展。一面是潜伏危险“火山” 一面是城市矿山目前市面上的动力锂电池主要分为三元锂电池和磷酸铁锂电池。磷酸铁锂固有特性是一致性差,存在
3、着低电压、低容量、低压实等“三低缺陷”,且容易自放电, 已逐渐被三元锂电池所部分取代;动力三元锂电池是目前主流的电动车电池,其能量密度高,但同时危险性也高。“三元也好铁锂也好,都有危险,全国各地也发生过多起因燃烧或撞击而爆炸的事件。废旧电池回收破碎处理过程中,废旧电电池一样会起火燃烧爆炸。” 陈建军说,“废旧动力电池是城市快速发展的产物,如果能做到安全破碎,回收过程做到绿色规范处理,就不会给环境造成新的压力,而且有价组分的品位和价值会非常高,因此我们把它叫做城市矿山,所以非常有必要做好绿色回收与资源高值化利用。”锂电回收市场空间巨大。据权威机构统计预测,预计到2023 年,动力电池回收退役规模
4、将达到48GWh,年复合增长率为57%。陈建军认为:“只要处理得当,没有垃圾与废物排放,可完全实现产业链闭环。”数据显示,2016 年前新能源汽车电池主要以磷酸铁锂电池为主,从2014 年开始动力三元锂电池逐渐占主流,回收占比也开始增加。目前,国内动力磷酸铁锂电池回收企业正重点关注湿法冶炼技术,注重提高能源锂金属的回收率,废旧磷酸铁锂电池回收碳酸锂可通过酸溶氧化正极材料,再通过碳酸盐沉淀的方式制备,可将原有不足60% 的锂回收率提高到92% 以上,其它成分主要采用堆放方式弃之尾库存放, 迄今为止,国内外现在尚无企业实现真正的全组分回收利用。三元锂电池回收主要采用强酸浸取其能源金属镍、钴有价金属
5、,再通过萃取方式回收制备硫酸镍钴盐或镍、钴氢氧化物,采用碳酸盐沉淀锂,锂金属回收率80% 左右。有业内人士指出,动力三元锂电池回收产业链向下延伸将获得更多收益。数据显示,通过回收材料内部成本结构法分析发现,前驱体和正极材料生产中原材料成本占比达80% 以上。如果产业纵向延伸将带动毛利率提升,三元电池回收向产业链下游延伸则可将毛利率从10%20% 提高到30%40%,使企业获得更多收益。绿色回收工艺解决传统回收工艺痛点目前市场上常见的废旧锂电池回收方案主要有三种:一是火法冶金,“不管什么电池、什么型号,都可以丢进炉子里熔融焙烧。金属外壳钢、铜、铝全部融在一块,有机电解液和石墨都会燃烧。火法冶炼的
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