隨著鋰電池應(yīng)用量的增加,越來越多的目光集中于廢舊鋰電池資源回收的處理方案之上,廢舊鋰離子電池材料未經(jīng)處理一旦進入了環(huán)境中, 正極材料中包含的金屬離子,負極材料碳粉塵,電解質(zhì)中的強堿和重金屬離子,均可能對環(huán)境產(chǎn)生一定程度的影響, 甚至造成重金屬污染,因而廢舊鋰電池資源回收再利用本身具有的環(huán)保效益。廢舊鋰電池資源回收利用項目對廢鋰電池回收過程中使用的工藝手段進行分析, 旨在提升鋰電池回收再利用的技術(shù)水平, 減少鋰電池給環(huán)境的污染, 增加回收效益。
鋰電池主要由電芯與外殼共同構(gòu)成,電芯中有隔離膜與正負極,正極活性材料中有碳黑導電劑,鈷酸鋰粉末與有機粘合劑,這些材料被直接涂附在鋁片材質(zhì)的集電體部位;負極活性材料主要成分為碳素粉末,除此之外還有較少的粘合劑,材料涂附于銅片集電體中。鋰電池在進行多次充放電活動之后,會出現(xiàn)容量降低、電極膨脹的現(xiàn)象、然后報廢。
目前采用的物理回收法主要有破碎風選法,破碎風選法.將物料進行選擇性破碎,然后通過調(diào)節(jié)風選的參數(shù),探究密度、形狀、粒級等物理因素對物料分離、回收效率的影響程度.破碎風選法回收,沒有藥劑使用,規(guī)避了二次污染,但運行過程需要的動力成本高,對固體的破碎粒度要求嚴格,并且需要安裝除塵收集裝置,在氣流作用下使固體顆粒按密度、形狀和粒徑進行分選,風選了粒徑在5.00~22.00mm的銅和鋁,分離率高。
我國已經(jīng)進入新能源汽車動力電池的規(guī)?;艘燮?,動力電池所帶來的能源、資源以及經(jīng)濟等多方面效益不可估量,且動力電池回收產(chǎn)業(yè)在我國是一個實打?qū)嵉某柈a(chǎn)業(yè),但是由于動力電池整體產(chǎn)業(yè)鏈回收政策缺乏,市場運轉(zhuǎn)模式并未穩(wěn)定,市面上的動力電池種類復雜不一,普遍采用的處理技術(shù)不具有所有電池處理的適配性且高精的技術(shù)不成熟,加之企業(yè)成本和利益之間的矛盾性,倘若處理不當,將會導致之前的付出前功盡棄。智能化生產(chǎn)是工業(yè)的發(fā)展趨勢,智能化水平的高低是判斷鋰電池拆解是否的重要指標。
在回收鋰電池時,可以按照重量來賣,也可以按照套組來賣,回收價格具有波動性。一般來說,鋰電池按斤賣的話,每公斤的價格保持在10元以內(nèi),如果是按照套裝來買的話,價格在120-200元不等。但是如果有一定的回收規(guī)模,直接和廠家對接的話,鋰電池的回收價格會高很多。
近年來,動力電池作為電動汽車的“心臟”一直備受關(guān)注。隨著電池技術(shù)的快速發(fā)展,當前全球多家車企對于固態(tài)電池都在投入重金競相研發(fā)。固態(tài)電池與傳統(tǒng)鋰電池相比具有更高的能量密度,同時擁有更大的功率和更長的使用時間,是下一代鋰電池發(fā)展的大趨勢。
隨著2016年底我國廢舊鋰離子電池的大批量的出現(xiàn),實際上在國內(nèi)很快形成了梯次利用市場,2017年初開始一些小型企業(yè)將動力電池包拆解得到電池單體進行批發(fā),作為移動光源如手電筒、五金工具及低速電動車的電源使用。2017 年開始至少有10 家以上的小型企業(yè)進行該經(jīng)營活動。早期確定的廢舊動力電池梯次利用方向,作為儲能系統(tǒng)實現(xiàn)廢舊動力電池梯次利用,還設(shè)有得到實質(zhì)性的推廣。
從長遠發(fā)展來看,廢舊鋰電池處理不當或隨意丟棄,會對生態(tài)環(huán)境造成危害。如正極材料中的鈷和鎳等重金屬元素、電解液中的有機物、負極中的碳材料等都會對水體和土壤造成污染,嚴重的可能數(shù)十年都難以恢復。有關(guān)部門正在快制定報廢電池回收及再生利用的管理、技術(shù)和評價標準,如電池余量檢測標準等;加快研究財稅優(yōu)惠、產(chǎn)業(yè)基金、積分管理等激勵政策,探索動力鋰電池殘值交易等市場化模式,促進動力鋰電池回收利用等各種優(yōu)惠政策和措施。
廢舊鋰離子電池的回收處理過程主要包括預(yù)處理、二次處理和深度處理。由于廢舊電池中仍殘留部分電量,所以預(yù)處理過程包括深度放電過程、破碎、物理分選;二次處理的目的在于實現(xiàn)正負極活性材料與基底的完全分離,常用熱處理法、有機溶劑溶解法、堿液溶解法以及電解法等來實現(xiàn)二者的完全分離;深度處理主要包括浸出和分離提純2個過程,提取出有價值的金屬材料。按提取工藝分類,電池的回收方法主要可分為:干法回收、濕法回收和生物回收3大類技術(shù)。
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