中國儲能網(wǎng)訊：近年來，在國家相關(guān)政策的大力推動下，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)迎來爆發(fā)式增長，已成為全球最大的新能源汽車市場。然而，大量新能源汽車投入市場的同時，動力電池報廢量也將急劇增長，從而引發(fā)新的行業(yè)思考——退役電池該何去何從？
我國新能源汽車市場從2012年開始迅猛增長，到2016年年產(chǎn)量已經(jīng)突破50萬輛，預(yù)計2017年銷量將突破70萬輛。根據(jù)新能源汽車動力電池5-8年的報廢年限，業(yè)內(nèi)研究機構(gòu)預(yù)測，到2020年報廢量將達到24.8萬噸，而2016年實際拆解回收不足1萬噸。從經(jīng)濟角度出發(fā)，廢舊動力鋰電池中回收鈷、鎳、錳、鋰、鐵和鋁等金屬所創(chuàng)造的回收市場規(guī)模在2018年將超過53億元，2020年將超過100億元，2023年廢舊動力鋰電池市場將達250億元。
由于動力電池中正極材料、電解質(zhì)處理不當(dāng)會對環(huán)境造成巨大污染，同時，我國又必須通過回收利用來緩解對鈷等稀缺金屬的嚴重對外依賴。所以，動力電池回收將成為我國新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵。為迎接即將來臨的電池“報廢潮”，先進儲能材料國家工程研究中心（以下簡稱：國家工程中心）從2013年到2017年，利用自建的回收試驗平臺，采用濕法冶金和火法冶金兩種方案，通過多批次中試試驗，取得了產(chǎn)業(yè)化所需要數(shù)據(jù)，并進行了技術(shù)經(jīng)濟分析，得出這兩種工藝均可應(yīng)用于回收產(chǎn)業(yè)化的結(jié)論。
國家工程中心經(jīng)國家發(fā)改委批準(zhǔn)，由科力遠聯(lián)合中南大學(xué)、金川集團、湖南瑞翔新材料等單位共同籌建，研究團隊由鐘發(fā)平博士領(lǐng)銜，匯集中國科學(xué)院院士2人，中國工程院院士3人，長江學(xué)者特聘教授2人，國家級突出貢獻專家近20人，是我國在先進儲能技術(shù)及關(guān)鍵儲能材料領(lǐng)域唯一的國家級工程中心。
濕法冶金方案通過拆解、浸出—萃取等工藝流程使廢舊電池“物盡其用”。
國家工程中心從電池拆解設(shè)備入手，集中多方優(yōu)勢開發(fā)了高效安全的全自動電池拆解設(shè)備（電池脫殼機、破碎機、分選機），申請拆解設(shè)備發(fā)明專利4件，并參與起草有色行標(biāo)《廢舊電池破碎分選回收技術(shù)規(guī)范》。
經(jīng)拆解設(shè)備處理，圓形電池可拆解為鋼殼、鐵材料、活性物質(zhì)粉、鎳材料、隔膜五類材料，方形電池經(jīng)可拆解為鐵材料、活性物質(zhì)粉、鎳材料、隔膜、塑料外殼五類材料。其中鋼殼、鐵材料可直接外售，活性物質(zhì)粉、鎳材料等為浸出-萃取的原材料。在效率上，拆解設(shè)備產(chǎn)能為300kg/h，拆解過程中，鎳、鈷、稀土的綜合回收率超過了99.7%，并極大地節(jié)約了回收成本。
在浸出-萃取技術(shù)上，國家工程中心已建成浸出-萃取中試線，并在工藝上已申請濕法工藝發(fā)明專利6件。經(jīng)拆解獲得的鎳材料、活性物質(zhì)粉及隔膜（塑料）等電芯材料，在通過浸出-萃取線工藝后，鎳、鈷、稀土得到進一步的回收利用。
回收品質(zhì)值得信賴，經(jīng)過中試線多次50Kg/批的中試規(guī)模驗證，濕法回收制備的硫酸鎳滿足國標(biāo)GBT/26524-2011-II類產(chǎn)品要求及國內(nèi)標(biāo)桿企業(yè)要求；氯化鈷符合國標(biāo)GB/T26525-2011一等品要求；稀土鹽滿足包鋼稀土企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，均可直接外售。
火法冶金方案是對濕法冶金方案的有利補充。
國家工程中心通過對預(yù)處理方式、電池低冰鎳配比、熔煉溫度、保溫時間等條件摸索，確定了擠壓破殼-造锍熔煉的火法冶金工藝方案，完成鎳、鈷金屬的綜合回收率大于97%，并申請了4件火法工藝發(fā)明專利。經(jīng)過金川鎳鈷研究院80KVA電弧爐的驗證，低鎳硫和廢舊鎳氫電池經(jīng)處理后產(chǎn)生的新低鎳锍，可作為造锍吹煉原料，吹煉產(chǎn)生高鈷鎳锍，經(jīng)過濕法冶金可處理成鎳產(chǎn)品和鈷產(chǎn)品。
電池報廢量的急劇上升并不是“末日”，反而更像是一種契機。動力電池回收產(chǎn)業(yè)作為新能源市場的一塊“香餑餑”，勢必引起新的市場競爭。國家工程中心將繼續(xù)以技術(shù)突破為核心，不斷完善動力電池回收體系，讓退役電池“有家可回”，在搶占電池回收領(lǐng)域“制高點”的同時，更為中國環(huán)保事業(yè)做出應(yīng)有的貢獻。
