鋰離子電池的回收技術(shù)和回收工藝

來源：存能電氣  日期：2019-08-05 09:33  瀏覽量：次

　　鋰離子電池的回收技術(shù)和回收工藝。現(xiàn)階段我國廢舊鋰電池回收體系尚不健全，回收技術(shù)和商業(yè)模式還沒達(dá)到成熟的標(biāo)準(zhǔn)。鋰離子電池目前已深入到我們工作和生活的每一個(gè)角落，目前全國鋰離子電池總的消耗量在78億只左臺(tái)。鋰電池回收工作大量且緊迫。

　　鋰離子電池的回收技術(shù)

　　鋰電池環(huán)?；o害化處置符合可持續(xù)發(fā)展的要求。大量鋰離子電池進(jìn)入市場(chǎng)，廢舊鋰離子電池回收和再利用問題也成為行業(yè)重大挑戰(zhàn)。

　　廢舊鋰離子電池的資源化技術(shù)，是將廢舊鋰離子電池中有價(jià)值的成分，依據(jù)其各自的物理、化學(xué)性質(zhì)，將其分離。一般而言，整個(gè)回收工藝分為4個(gè)部分：（1）預(yù)處理部分；（2）電極材料修復(fù)；（3）有價(jià)金屬的浸出；（4）化學(xué)純化。

　　在回收過程中，按照不同的提取工藝分類，可將鋰離子電池的回收技術(shù)分為3大類：

　　1.干法回收技術(shù)

　　干法回收主要包括機(jī)械分選法和高溫?zé)峤夥ǎɑ蚍Q高溫冶金法）。干法回收工藝流程較短，回收的針對(duì)性不強(qiáng)，是實(shí)現(xiàn)金屬分離回收的初步階段。主要是指不通過溶液等媒介，直接實(shí)現(xiàn)材料或有價(jià)金屬的回收方法，主要是通過物理分選法和高溫?zé)峤夥ǎ瑢?duì)電池破碎進(jìn)行粗篩分類，或高溫分解除去有機(jī)物以便于進(jìn)一步的元素回收。

　　2.濕法回收技術(shù)

　　濕法回收技術(shù)工藝比較復(fù)雜，但各有價(jià)金屬的回收率較高，是目前主要處理廢舊鎳氫電池和鋰離子電池的技術(shù)。濕法回收技術(shù)是以各種酸堿性溶液為轉(zhuǎn)移媒介，將金屬離子從電極材料中轉(zhuǎn)移到浸出液中，再通過離子交換、沉淀、吸附等手段，將金屬離子以鹽、氧化物等形式從溶液中提取出來。

　　3.生物回收技術(shù)

　　生物回收技術(shù)具有成本低、污染小、可重復(fù)利用的特點(diǎn)，是未來鋰離子電池回收技術(shù)發(fā)展的理想方向。生物回收技術(shù)主要是利用微生物浸出，將體系的有用組分轉(zhuǎn)化為可溶化合物并選擇性地溶解出來，得到含有效金屬的溶液，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)組分與雜質(zhì)組分分離，最終回收鋰等有價(jià)金屬。目前，關(guān)于生物回收技術(shù)的研究剛剛起步，之后將逐步解決高效菌種的培養(yǎng)、周期長(zhǎng)的問題以及對(duì)于浸出條件的控制問題。

　　鋰電池回收技術(shù)手段

　　1、梯次利用與原料回收

　　退役動(dòng)力鋰電池，走梯次利用道路的，是梯次利用之后再進(jìn)行材料回收；直接材料回收的是批量過小的，無歷史可查的，安全監(jiān)測(cè)不合格的等等。

　　2、正極材料有價(jià)金屬提取方法

　　當(dāng)前說的動(dòng)力鋰電池回收，其實(shí)并沒有做到整個(gè)電池上各類材料的全面回收再利用。正極材料的種類主要包括：鈷酸鋰，錳酸鋰，三元鋰，磷酸鐵鋰等。

　　3、濕法冶金

　　濕法冶金是用合適的化學(xué)試劑選擇性溶解廢舊鋰離子電池中的正極材料，并分離浸出液中的金屬元素的一種方法。濕法冶金工藝比較適合回收化學(xué)組成相對(duì)單一的廢舊鋰電池，可以單獨(dú)使用，也可以聯(lián)合高溫冶金一起使用，對(duì)設(shè)備要求不高，處理成本較低，是一種很成熟的處理方法，適合中小規(guī)模廢舊鋰離子電池的回收。

　　4、火法冶金

　　火法冶金，又稱焚燒法或干法冶金，是通過高溫焚燒去除電極材料中的有機(jī)粘結(jié)劑，同時(shí)使其中的金屬及其化合物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，以冷凝的形式回收低沸點(diǎn)的金屬及其化合物，對(duì)爐渣中的金屬采用篩分、熱解、磁選或化學(xué)方法等進(jìn)行回收。火法冶金對(duì)原料的組分要求不高，適合大規(guī)模處理較復(fù)雜的鋰電池。

　　鋰離子電池的回收工藝

　　從回收工藝的次序來看，第一步：預(yù)處理過程，其目的是初步分離回收舊鋰離子電池中的有價(jià)部分，高效選擇性地富集電極材料等高附加值部分，以便于后續(xù)回收過程順利進(jìn)行。預(yù)處理過程一般結(jié)合了破碎、研磨、篩選和物理分離法。

　　第二步：材料分離。預(yù)處理階段富集得到了正極和負(fù)極的混合電極材料，為了從中分離回收Co、Li等有價(jià)金屬，需要對(duì)混合電極材料進(jìn)行選擇性提取。

　　第三步：化學(xué)純化。其目的在于對(duì)浸出過程得到的溶液中的各種高附加值金屬進(jìn)行分離和提純并回收。浸出液中含有Ni、Co、Mn、Fe、Li、Al和Cu等多種元素，其中Ni、Co、Mn、Li為主要回收的金屬元素。通過調(diào)節(jié)pH將Al和Fe選擇性沉淀出后，再對(duì)浸出液中的Ni、Co、Mn和Li等元素進(jìn)行下一步的處理回收。

　　我國鋰電池回收市場(chǎng)分析

　　1、據(jù)推測(cè)，2016年我國動(dòng)力電池的報(bào)廢量累計(jì)約為2萬--4萬噸，到2020年前后，我國僅純電動(dòng)乘用車和混合動(dòng)力乘用車的電池累計(jì)報(bào)廢量，將突破15萬噸，達(dá)到17萬噸左右的規(guī)模，可見廢鋰電池的回收再利用擁有廣闊的市場(chǎng)。

　　2、建議與對(duì)策

　　提高針對(duì)性、固定周期回收、政府主導(dǎo)，廠商配合模式。

　　以上就是鋰離子電池的回收技術(shù)和回收工藝介紹。廢棄鋰電池若不系統(tǒng)處理回收，會(huì)嚴(yán)重浪費(fèi)資源污染環(huán)境，危害人體健康。如果廢鋰電池能得到充分回收，每年可回收鈷240噸，僅這一項(xiàng)就價(jià)值4000萬以上。