锂电池回收技术 废弃锂电池是如何做到100%回收的?

小编 2024-10-06 资讯中心 23 0

废弃锂电池是如何做到100%回收的?

现在电动车和各种储能设备越来越多,而且还在以几乎一年翻一倍的速度迅速增长。我们也在以每天几个山头的速度,在制造无数的废弃电池。

这些电池里面充满着稀缺的战略性金属资源,比如锂、钴、镍等等,那么如何回收锂电池,获取其中的金属资源呢?

今天我们就来分享锂电池的回收全过程。

第一步,先将回收的锂离子电池彻底放电。放电的方式有两种,第一种是物理放电,也就是短路放电,先用液氮低温冷却,然后穿孔强制放电;

第二种是化学放电,就是用导电溶液电解放能。化学方法成本低,可以大规模工业化。

第二步,将锂电池破碎,筛分后得到电极材料。

加拿大Li-Cycle公司的技术可以不经过放电,用机械方法缩小电池尺寸,然后进行湿法冶金,将电极材料溶解浸出,让里面富含的各种金属及化合物以离子的形式进到浸出液里面。最后将浸出液中的金属进行分离和吸收。Li-Cycle公司声称能做到锂电池材料100%回收。

但是,有很多企业不关注金属材料回收率,只关心将回收成本压缩的越低越好。所以这就使得回收锂电池的这一过程本身造成了更大的污染。

其实对于比较先进的锂电池回收生产线,每年能够实现从废弃锂电池中提炼出5000多吨锂、钴、铜、铝、石墨和铁等等材料。这是相当多的金属资源。

所以,建议各种锂电池回收企业使用清洁材料,提高锂电池回收率,这不仅仅是为了环保,同时也获得了更多的金属材料,不是吗?

锂电池回收3大技术路线

锂电池的回收技术路线分为物理、火法、湿法三种,物理回收虽然工艺流程简单成本低但回收率较低,容易引入杂质影响再生料性能。经粗略测算,回收1吨三元材料采用火法及湿法工艺对应的成本分别为1.6万元与3万元,而对应的利润分别为1476.6元与9265.6元;从投资回报率角度考虑,火法不如湿法,所以国内企业多采用工艺成熟的湿法回收路线。

国内主要动力电池回收企业主要技术路线为湿法,由于湿法与干法工艺有较大差异,工艺路径相似的正极前驱体企业具有技术同源性,在开展锂电回收布局上更具有技术优势。

参考欧美发达国家,动力电池生产商往往承担电池回收的主要责任,主机厂和电池租赁公司起到配合回收的作用。

依据责任主体的不同可以分为以日本为代表的动力电池生产商回收模式(包括经过电动汽车经销商电池租赁公司)、以欧美国家为代表的行业联盟回收模式(动力电池生产商联合形成回收联盟)以及第三方回收模式。

物理法工艺及流程

将废旧动力电池通过破碎、过筛、磁选分离、精细粉碎等手段获得有价值产物,再进行出售或材料修复,实现电池的再制造。

火法工艺流程

三元电池:拆除电池外壳获得电极材料后,在高温环境加入石灰石进行焙烧,焙烧后的锂和铝形成炉渣,不被回收;形成合金的铜、镍、钴、锰通过进一步处理分离提取出来。

磷酸铁锂:电极材料中不含贵重金属,普通火法工艺不适用;用改进的火法回收技术通过煅烧去除有机粘结剂,使磷酸铁锂粉末与铝箔片分离,获得磷酸铁锂材料,之后再在其中加入适量原料以得到所需的锂、铁、磷的摩尔比,经高温固相法合成新的磷酸铁锂。

湿法工艺及流程

磷酸铁锂的湿法回收:利用强酸将正极极片溶解后,加入碱使溶液中的锂、铁离子和磷酸根离子形成沉淀分离出来,再按照回收的比例进行调节,高温焙烧后得到再生的磷酸铁锂。

三元的湿法回收:在金属以离子形式溶于溶液后,根据要合成的三元材料中的镍、钴、锰元素的比例适当加入对应的金属盐,再加碱沉淀出金属共沉淀物,得到的沉淀物与碳酸锂按比例混合烧结成再生三元材料。具体流程如下:

各工艺优缺点对比分析

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