中國已經(jīng)成為全球新能源汽車及動力電池最大的應(yīng)用市場。高工產(chǎn)研鋰電研究所(GGII)數(shù)據(jù)顯示，截止2018年8月，我國新能源汽車?yán)塾嫯a(chǎn)量已經(jīng)超過234萬輛，累計裝配動力電池超過106GWh。
預(yù)計2020年，國內(nèi)新能源汽車動力電池的報廢量將達(dá)到32.2萬噸，無論是從安全問題上，污染問題上，還是在資源的問題上，都對于動力電池回收提出了必然性的要求，因此，可以說是迫在眉睫。
近以資源角度來看，全球鈷年產(chǎn)量15萬噸，我國鈷95%依賴進(jìn)口，電池用鈷占到78%。全球鎳年產(chǎn)量約200萬噸，電池行業(yè)用鎳約5萬噸，約占4%。我國鋰占世界的13.8%，主要分布在青藏高原，目前70%鋰礦為進(jìn)口，70%以上的鋰被電池消耗。
10月18日，高工鋰電(2018)國際鋰電池關(guān)鍵材料技術(shù)創(chuàng)新峰會在深圳盛大開幕。本次峰會邀請了鋰電材料各個環(huán)節(jié)及動力電池企業(yè)超80位行業(yè)專家、技術(shù)領(lǐng)袖及超400位業(yè)內(nèi)人士就現(xiàn)階段動力電池核心材料的技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)化升級等進(jìn)行共同探討。
在19日下午的鋰電材料回收與循環(huán)利用技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新專場中，中南大學(xué)教授李薦就動力電池梯次利用及材料回收技術(shù)和趨勢做了詳細(xì)介紹。
對于動力電池的回收，應(yīng)遵循的原則是先梯次利用再回收的原則，從梯次利用來看，其主要應(yīng)用市場分為三類，一是以鐵塔為代表的儲能領(lǐng)域，市場容量大于100Gwh;二是以低速車、電動自行車為代表的動力電池領(lǐng)域，市場容量大于120Gwh;三是其他替代鉛酸電池的領(lǐng)域，市場容量大于200Gwh。
在動力電池材料構(gòu)成及回收上，國外目前主要分為濕法冶金技術(shù)和火法冶金技術(shù)。
目前的回收技術(shù)方面，主要是傳統(tǒng)冶金技術(shù)，且主要集中在鈷酸鋰電池和三元電池的回收上，如美國的托斯寇公司(Toxco)，處理不同型號、不同化學(xué)性質(zhì)鋰電池。
濕法冶金技術(shù)工藝為利用材料在低溫下的脆性，在液氮中(-198°C)將廢電池低溫粉碎，然后再先后用酸、堿將粉碎的物料溶解，分別回收出碳酸鋰、金屬氧化物、塑料屑。
該工藝需用液氮粉碎，能耗高、設(shè)備復(fù)雜、流程長、成本高;而且所得金屬氧化物為混合物，還需進(jìn)一步處理才能具有價值。從其工藝流程看，也可以處理磷酸鐵鋰電池，但無法形成盈利。
火法冶金技工藝能夠?qū)⒘姿徼F鋰電池的鐵變成鐵合金，銅鋁形成氧化物渣，需繼續(xù)冶煉才有價值;石墨、隔膜和電解液等有機(jī)物全部以還原劑的形式被燃燒掉。該工藝能耗高、無法直接回收有價材料，同時碳排放巨大，經(jīng)濟(jì)價值低。
而從國內(nèi)來看，目前動力電池回收的技術(shù)主要為傳統(tǒng)濕法冶金技術(shù)，李薦介紹，這種技術(shù)的面臨的問題是工藝流程長、污染治理成本高;針對三元鋰電池合適;不適用磷酸鐵鋰電池。
針對目前的回收技術(shù)，李薦及其團(tuán)隊在國內(nèi)推出了全組分物理法回收技術(shù)，這種技術(shù)通過精確拆解、材料修復(fù)的方式，實現(xiàn)了四大效果。
▲全組分物理法回收技術(shù)
一是物理法，可以實現(xiàn)無污染、工藝流程短；二是電解液、隔膜、電極材料全組分回收，回收率高;三是既可以處理磷酸鐵鋰電池、也可以處理三元鋰電池;四是經(jīng)濟(jì)性好，根據(jù)測算，其技術(shù)可以實現(xiàn)毛利達(dá)35.3%，凈利率20.8%。李薦介紹，目前其團(tuán)隊已經(jīng)規(guī)劃在天津投資建設(shè)動力電池回收處理工廠。
