退役三元鋰離子電池材料回收迫在眉睫

來源：存能電氣  日期：2020-03-25 14:21  瀏覽量：次

退役三元鋰離子電池材料回收迫在眉睫。在國家產(chǎn)業(yè)政策和市場需求的雙重刺激下，三元材料產(chǎn)量呈現(xiàn)持續(xù)增長，隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及行業(yè)內(nèi)對電動汽車?yán)m(xù)航里程的要求，具有高能量密度的三元材料獲得了廣泛應(yīng)用，未來三元鋰離子電池市場份額將會進(jìn)一步增加。

退役三元鋰離子電池材料回收迫在眉睫

三元鋰離子電池材料成本中正極材料占比約35%，負(fù)極材料、電解液和隔膜占比分別約5%、8%和8%。廢舊鋰離子電池的材料一旦進(jìn)入環(huán)境中，正極材料中的鎳/鈷/錳等金屬離子、負(fù)極的碳粉塵、電解質(zhì)中的強(qiáng)堿和重金屬離子都有可能造成重金屬污染或有機(jī)物污染，并最終通過食物鏈最終進(jìn)入人和動物體內(nèi)，嚴(yán)重影響環(huán)境質(zhì)量和人類健康。

近年三元鋰離子電池的重要原材料價格穩(wěn)步提升，鈷平均交易價格約為56萬元/噸，創(chuàng)歷史新高；金屬鎳的平均價也呈現(xiàn)出上升趨勢；碳酸鐵鋰近期也維持在16.4萬元/噸的高位。未來隨著新能源乘用車市場規(guī)模的擴(kuò)大，三元鋰離子電池覆蓋率的進(jìn)一步提升，必將拉動相關(guān)金屬原材料需求的快速增長，鈷、鎳等貴金屬價格有望維持高位，廢舊鋰電池回收的經(jīng)濟(jì)效益得以凸顯。

廢舊三元鋰離子電池回收的成本主要來自廢舊電池、液氮、酸堿試劑等材料成本，其占全部成本的比例高達(dá)75%以上。作為新能源汽車的核心零部件，動力蓄電池出貨量持續(xù)高增長。按照相應(yīng)的報廢標(biāo)準(zhǔn)，2015年國內(nèi)報廢動力電池累計為2萬~4萬噸，對應(yīng)的電池回收率僅2%。根據(jù)中國汽車技術(shù)研究中心的預(yù)測，到2020年我國累計報廢動力電池將達(dá)12萬~20萬噸。

退役三元鋰離子電池回收的重要途徑

①梯次利用：降低電池成本的新途徑，發(fā)展前景值得期待

②拆解回收：以化學(xué)法為主，物理法商業(yè)化尚需時日

退役三元鋰離子電池材料回收主要方法

(1)火法冶金是直接采用高溫處理的方法提取電極中的金屬或金屬氧化物，工藝簡單，但回收材料純度低，退役電池中的電解液、黏結(jié)劑等有機(jī)物會由于高溫反應(yīng)產(chǎn)生有害氣體，需要安裝配套的設(shè)施進(jìn)行二次廢氣處理。

(2)濕法冶金是先拆解電池外殼，破碎、篩分后獲取電極材料，電極材料中的有價金屬在酸或生物溶液中浸取，再進(jìn)行分離，獲得各金屬相應(yīng)的鹽或氧化物。

從退役動力電池的類型看，到2022年前退役動力電池的主力都將是磷酸鐵鋰電池；2023年后退役三元動力電池將占主流。因此，動力電池回收利用首先要面臨磷酸鐵鋰電池的回收利用問題。磷酸鐵鋰的再生利用價值很低，目前可免費(fèi)回收甚至收費(fèi)回收，但是可很好地進(jìn)行梯級利用。