鋰離子電池的回收技術和回收工藝

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和回收工藝。現階段我國廢舊鋰電池回收體系尚不健全，回收技術和商業模式還沒達到成熟的標準。鋰離子電池目前已深入到我們工作和生活的每一個角落，目前全國鋰離子電池總的消耗量在78億只左臺。鋰電池回收工作大量且緊迫。

　　鋰離子電池的回收技術

　　鋰電池環保化、無害化處置符合可持續發展的要求。大量鋰離子電池進入市場，廢舊鋰離子電池回收和再利用問題也成為行業重大挑戰。

　　廢舊鋰離子電池的資源化技術，是將廢舊鋰離子電池中有價值的成分，依據其各自的物理、化學性質，將其分離。一般而言，整個回收工藝分為4個部分：（1）預處理部分；（2）電極材料修復；（3）有價金屬的浸出；（4）化學純化。

　　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分為3大類：

　　1.干法回收技術

　　干法回收主要包括機械分選法和高溫熱解法（或稱高溫冶金法）。干法回收工藝流程較短，回收的針對性不強，是實現金屬分離回收的初步階段。主要是指不通過溶液等媒介，直接實現材料或有價金屬的回收方法，主要是通過物理分選法和高溫熱解法，對電池破碎進行粗篩分類，或高溫分解除去有機物以便于進一步的元素回收。

　　2.濕法回收技術

　　濕法回收技術工藝比較復雜，但各有價金屬的回收率較高，是目前主要處理廢舊鎳氫電池和鋰離子電池的技術。濕法回收技術是以各種酸堿性溶液為轉移媒介，將金屬離子從電極材料中轉移到浸出液中，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

　　生物回收技術具有成本低、污染小、可重復利用的特點，是未來鋰離子電池回收技術發展的理想方向。生物回收技術主要是利用微生物浸出，將體系的有用組分轉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，實現目標組分與雜質組分分離，最終回收鋰等有價金屬。目前，關于生物回收技術的研究剛剛起步，之后將逐步解決高效菌種的培養、周期長的問題以及對于浸出條件的控制問題。

　　鋰電池回收技術手段

　　1、梯次利用與原料回收

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

　　2、正極材料有價金屬提取方法

　　當前說的動力鋰電池回收，其實并沒有做到整個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組成相對單一的廢舊鋰電池，可以單獨使用，也可以聯合高溫冶金一起使用，對設備要求不高，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粘結劑，同時使其中的金屬及其化合物發生氧化還原反應，以冷凝的形式回收低沸點的金屬及其化合物，對爐渣中的金屬采用篩分、熱解、磁選或化學方法等進行回收。火法冶金對原料的組分要求不高，適合大規模處理較復雜的鋰電池。

　　鋰離子電池的回收工藝

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

　　第二步：材料分離。預處理階段富集得到了正極和負極的混合電極材料，為了從中分離回收Co、Li等有價金屬，需要對混合電極材料進行選擇性提取。

　　第三步：化學純化。其目的在于對浸出過程得到的溶液中的各種高附加值金屬進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。通過調節pH將Al和Fe選擇性沉淀出后，再對浸出液中的Ni、Co、Mn和Li等元素進行下一步的處理回收。

　　我國鋰電池回收市場分析

　　1、據推測，2016年我國動力電池的報廢量累計約為2萬--4萬噸，到2020年前后，我國僅純電動乘用車和混合動力乘用車的電池累計報廢量，將突破15萬噸，達到17萬噸左右的規模，可見廢鋰電池的回收再利用擁有廣闊的市場。

　　2、建議與對策

　　提高針對性、固定周期回收、政府主導，廠商配合模式。

　　以上就是鋰離子電池的回收技術和回收工藝介紹。廢棄鋰電池若不系統處理回收，會嚴重浪費資源污染環境，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，僅這一項就價值4000萬以上。