动力锂电池回收利用概述
在10多年前,新能源汽车开始逐步走进中国百姓家。到2015年,在政策与市场的双轮推动下,我国新能源汽车产销迅速放量,当年产量超过34万辆,同比增长330%。2015年被称作我国新能源汽车产销爆发的元年,此后数年间,我国新能源汽车的产销水平持续走高,一直稳居全球第一。
作为新能源汽车的心脏,动力电池的性能会随着充电次数的增加而衰减,使用年限一般为5~8年,而真正有效的寿命往往只有4~6年。因此,大量2015年前后生产的新能源汽车已经迎来动力电池退役期,由此带来的退役动力电池回收问题浮出水面。
大量的动力电池退役,首先要考虑的是环保压力,因为电池中的重金属、电解液溶质、有机溶剂等都具有污染性。如何避免新能源汽车爆发式增长带来爆发式污染,值得警惕。另一方面,电池原材料价格持续快速增高,退役锂电池中含有的Li、Ni、Co、Mn等金属具有较高的回收价值,通过回收利用有利于缓解能源金属短缺的现状。
如何正确处理这些废弃电池,如何变废为宝,继续挖掘这些退役电池的价值,实现资源循环利用,这些都是车企、动力电池生产企业、第三方回收机构不得不面对的重要问题。理想中的动力电池回收利用模式有两条路径:梯次利用和报废拆解回收。前者是将已退役的动力电池拆解重组后,应用到储能等对电池能量密度要求不高的领域;后者则是提取报废电池中的钴、镍等价格昂贵的金属材料。
动力锂电池正极材料湿法回收工艺
相比梯次利用,报废拆解回收流程相对简洁,也是目前动力电池回收的主要技术手段。由于报废回收技术流程较为简单,且梯次利用后的电池仍需通过报废拆解进行处理,所以目前电池回收企业多从事拆解回收。
从回收方法来看,退役动力电池最主流回收方法有湿法回收和火法回收两种。湿法工艺是目前相较于其他工艺比较成熟的一种废旧锂电池回收工艺。废旧锂离子电池经机械拆解后,通过浸出等化学反应将有价值金属离子转入液相,然后借助溶剂萃取、化学沉淀、离子交换、电解等方法对金属离子溶液进行分离富集,最后以金属或者其他化合物的形式加以回收,合成再生为不同的化合物。湿法冶金回收技术的优势和劣势都十分明显。
优势是工艺相对更为成熟,且对于电池中的金属物质回收效率较高、杂质较少。目前该法使用广泛,一直也是国内外研究的热点。劣势是流程相对较长,且在回收过程中涉及盐酸等腐蚀性溶剂的运用,因此在污染治理方面存在较高成本。