2018年,新能源汽车动力电池将进入规模化退役阶段,2020年,锂电回收市场规模预计将达到150亿,年均复合增长率超过50%,将成为新能源汽车产业链下一个风口。

7. 三元电池适宜资源化回收

相较于磷酸铁锂,三元材料电池寿命较短,三元材料电池80%循环寿命仅为800-2000次,且安全性存在一定风险,不适宜用于储能电站、通信基站后备电源等应用环境复杂的梯次利用领域。

但三元动力电池由于含有镍钴锰等稀有金属,通过拆解提取其中的锂、钴、镍、锰、铜、铝、石墨、隔膜等材料,理论上能实现每吨大约4.29万元的经济收益,具备经济可行性。

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以硫酸镍的生产为例,通过废旧动力电池回收处理每吨镍的成本在4万元以下,而直接通过镍矿生产的成本在6万元以上。通过资源化回收获得金属原料的成本低于直接从矿产开发的成本,三元电池的资源化回收具有降低成本的意义。

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具备三元材料及前驱体生产能力的专业化处理企业盈利能力更强。

动力电池回收生产出来的硫酸镍、硫酸钴、硫酸锰等金属盐,可继续加工处理生产出三元前驱体,具有明显的增值空间。

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8. 磷酸铁锂适宜干法,三元适宜湿法

资源化回收过程包括预处理和后续处理两个阶段:

预处理是将废旧锂电池放入食盐水中放电,除去电池的外包装,去除金属钢壳得到里面的电芯。电芯由负极、正极、隔膜和电解液组成。负极附着在铜箔表面,正极附着在铝箔表面,隔膜为有机聚合物;电解液附着在正、负极的表面,为LiPF6的有机碳酸酯溶液。

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后续处理环节是对拆解后的各类废料中的高价值组分进行回收,开展电池材料再造或修复,技术方法可分为三大类:干法回收技术、湿法回收技术和生物回收技术。

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干法回收技术是指不通过溶液等媒介,直接实现各类电池材料或有价金属的回收技术方法,主要包括机械分选法和高温分热解法。

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干法热修复技术可对干法回收得到的粗产品进行高温热修复,但产出的正、负极材料含有一定杂质,性能无法满足新能源汽车动力电池的要求,多用于储能或小动力电池等场景,适合磷酸铁锂电池。

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火法冶金,又称焚烧法或干法冶金,是通过高温焚烧去除电极材料中的有机粘结剂,同时使其中的金属及其化合物发生氧化还原反应,以冷凝的形式回收低沸点的金属及其化合物,对炉渣中的金属采用筛分、热解、磁选或化学方法等进行回收。火法冶金对原料的组分要求不高,适合大规模处理较复杂的电池,但燃烧必定会产生部分废气污染环境,且高温处理对设备的要求也较高,同时还需要增加净化回收设备等,处理成本较高。

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[责任编辑:张倩]

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