據(jù)了解,我們國內(nèi)目前采用的是梯次利用和拆解回收并行的方式進(jìn)行退役動力電池的回收利用。有認(rèn)為,拆解回收的可提升空間是比較大的,未來或?qū)⒊蔀橹饕幕厥辗绞?。而未來具備?guī)模優(yōu)勢的正規(guī)電池回收企業(yè)有望與車廠、電池廠形成合作的閉環(huán),同時獲得原材料保供,終實現(xiàn)穩(wěn)定收益。而在現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)的早期,部分設(shè)備供應(yīng)商會率先受益。
鋰電池回收再利用,經(jīng)濟效益及戰(zhàn)略意義凸顯隨著新能源電動車市場的快速發(fā)展,年限之后效率不佳的動力電池將面臨更新和退役。動力鋰電池回收與再利用則將成為降低電動汽車成本,實現(xiàn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要關(guān)鍵。
當(dāng)前,動力鋰電池需求爆發(fā)導(dǎo)致上游金屬原材料價格大幅上漲,包括鎳、鈷、錳、鋰等,我國僅能實現(xiàn)鎳和錳的供需平衡,鈷和鋰的資源儲量均面臨自有產(chǎn)能難以滿足國內(nèi)新能源電池需求激增的情況。通過廢舊鋰電池回收,退役電池正極材料中的有價金屬可再次用于電池的制造,滿足未來對于新能源電池的部分裝機需求。有利于減輕我國對金屬原材料的進(jìn)口依賴,中和原材料成本上漲帶來產(chǎn)業(yè)發(fā)展壓力;緩解當(dāng)前礦產(chǎn)資源緊缺的問題,對降低電池生產(chǎn)成本、推動電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面具有重要意義。
鋰電池回收處理,指的是將報廢的鋰電池集中回收,通過物理、化學(xué)等回收處理工藝循環(huán)利用電池或?qū)㈦姵刂芯邆淅脙r值的金屬元素如鋰、鈷、鎳等提取出來。鋰電池主要構(gòu)成是正極材料、負(fù)極材料、電解液和其他。將所有的材料做成卷圈的形式纏繞在一起,再加上其他配件進(jìn)行封裝。從鋰電池的成本構(gòu)成來看,正極材料占比接近一半,其中碳酸鋰的占比又占正極材料的一半,碳酸鋰是鋰電池的主要成本
新能源電池全生命周期為“動力電池回收—鎳鈷鋰電池原料再造—電池材料再造—動力電池再造”。從整個動力鋰電池回收全產(chǎn)業(yè)鏈來看,動力鋰電池回收可分為梯次利用和報廢回收。所謂梯次利用,簡單來說是對電池輕度報廢基礎(chǔ)上的重復(fù)再利用。
目前,市場上主流的廢舊電池分為兩類:三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。三元鋰電池一般用于回收利用,從廢舊電池中提取有價值的金屬材料。產(chǎn)成品包括硫酸鎳、硫酸鈷、碳酸鋰等。
廢舊鋰電池經(jīng)過自動化廢舊動力鋰電池拆解回收線可以系統(tǒng)進(jìn)行回收。在集中回收時進(jìn)行人工分類、拆解和分離,把其中有價值的材料(如鋰、鈷、鎳等)回收再利用。這些材料可以用于生產(chǎn)新的電池或其他工業(yè)產(chǎn)品,實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。
廢舊動力鋰電池的梯次再利用方向
種,提高電池的充放電效率。電池的充放電效率是指在充放電過程中能量的損失情況,通過優(yōu)化電池的設(shè)計和材料,改善電池的充放電效率,可以減少能量的損失,提高電池的梯次利用率。例如,采用新型材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計,可以降低電池內(nèi)阻,提高電池的能量轉(zhuǎn)化效率。
第二種,實現(xiàn)動力電池的二次利用。當(dāng)動力電池的容量下降到一定程度時,無法再滿足電動汽車的需求,但仍然可以用于其他應(yīng)用。通過對電池進(jìn)行二次利用,可以延長電池的使用壽命,減少資源的浪費。目前,有一些企業(yè)已經(jīng)開始研究和開發(fā)動力電池的二次利用技術(shù),例如將電池用于儲能系統(tǒng)、家庭能源管理等領(lǐng)域。
第二種,實現(xiàn)動力電池的再制造。當(dāng)動力電池的壽命結(jié)束后,可以對電池進(jìn)行拆解、檢修和更換,使其重新具備一定的使用價值。通過再制造,可以降低電池的成本,提高電池的梯次利用率。然而,再制造過程中需要解決一些技術(shù)和安全問題,例如如何確保再制造后的電池的性能和安全性。
廢舊鋰電池的處理通常有兩類處理方法,一類是集中回收拆解,另一類對這些廢舊電池進(jìn)行梯次利用。
鋰電池回收處理技術(shù)是一個復(fù)雜的過程,涉及多個環(huán)節(jié)和多種技術(shù),旨在有效回收和分類處理廢舊鋰電池,實現(xiàn)資源的循環(huán)利用,同時降低環(huán)境污染。這些技術(shù)包括但不限于:
物理法:通過破碎、篩選等物理方法分離電池中的不同材料,如磁選、比重分選等,這種方法對環(huán)境友好,能夠處理多種鋰電池,且不產(chǎn)生有害物質(zhì)及污染物。
化學(xué)法:包括濕法處理和干法冶金。濕法處理主要用于回收鋰,而干法冶金則涉及高溫焙燒結(jié)合粉碎、篩選等方式回收鎳、鈷等金屬。這種方法雖然能耗較高,但能夠回收多種金屬。
熔煉分離技術(shù):通過溫度和化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)材料分離,提取金屬和無機物質(zhì)。
催化分離技術(shù):利用化學(xué)反應(yīng)在催化劑的作用下實現(xiàn)材料分離,提取電解介質(zhì)等物料。
電解分離技術(shù):利用特定的電流條件下,鋰電池中的電解介質(zhì)經(jīng)電解實現(xiàn)分離,可用于二次利用。
拆解回收技術(shù):將老舊鋰電池拆開,在確保安全的情況下,分離內(nèi)部電路元件,提取金屬、塑料、陶瓷和其他材料。
這些技術(shù)的有效應(yīng)用可以幫助大限度地回收廢棄鋰電池,減少對資源的消耗以及對環(huán)境的污染。同時,全球多家企業(yè)如日本的住友金屬、日礦金屬、豐田,比利時的優(yōu)美科,德國的默克,韓國的地質(zhì)資源研究院以及中國的企業(yè)等,都在投身于鋰電池回收利用的研究,推動這一領(lǐng)域的進(jìn)步。
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