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              中南大學李薦:全組分物理法回收技術“解答”動力電池回收難題

              2018-10-22 09:16:40來源:高工鋰電網 閱讀量:4551

                【中國環保在線 技術前沿】中國已經成為全球新能源汽車及動力電池最大的應用市場。高工產研鋰電研究所(GGII)數據顯示,截止2018年8月,我國新能源汽車累計產量已經超過234萬輛,累計裝配動力電池超過106GWh。
               
                預計2020年,國內新能源汽車動力電池的報廢量將達到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,全球鈷年產量15萬噸,我國鈷95%依賴進口,電池用鈷占到 78%。全球鎳年產量約200萬噸,電池行業用鎳約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)國際鋰電池關鍵材料技術創新峰會在深圳盛大開幕。本次峰會邀請了鋰電材料各個環節及動力電池企業超80位行業專家、技術領袖及超400位業內人士就現階段動力電池核心材料的技術研發創新、產業化升級等進行共同探討。
               
               
                在19日下午的鋰電材料回收與循環利用技術應用創新專場中,中南大學教授李薦就動力電池梯次利用及材料回收技術和趨勢做了詳細介紹。
               
               
                對于動力電池的回收,應遵循的原則是先梯次利用再回收的原則,從梯次利用來看,其主要應用市場分為三類,一是以鐵塔為代表的儲能領域,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域,市場容量大于120Gwh; 三是其他替代鉛酸電池的領域,市場容量大于200Gwh。
               
                在動力電池材料構成及回收上,國外目前主要分為濕法冶金技術和火法冶金技術 。
               
                目前的回收技術方面,主要是傳統冶金技術,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、不同化學性質鋰電池。
               
                濕法冶金技術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、設備復雜、流程長、成本高;而且所得金屬氧化物為混合物,還需進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將磷酸鐵鋰電池的鐵變成鐵合金,銅鋁形成氧化物渣,需繼續冶煉才有價值;石墨、隔膜和電解液等有機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,經濟價值低。
               
                而從國內來看,目前動力電池回收的技術主要為傳統濕法冶金技術 ,李薦介紹,這種技術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,李薦及其團隊在國內推出了全組分物理法回收技術 ,這種技術通過精確拆解、材料修復的方式,實現了四大效果。
               
              全組分物理法回收技術
               
                一是物理法,可以實現無污染、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; 四是經濟性好,根據測算,其技術可以實現毛利達35.3% ,凈利率 20.8% 。李薦介紹,目前其團隊已經規劃在天津投資建設動力電池回收處理工廠。
               
                原標題:中南大學李薦:全組分物理法回收技術“解答”動力電池回收難題

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