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常州玛特利尔干燥工程有限公司
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   新闻资讯行业知识
市场潜力巨大的废旧锂电池回收
浏览次数:999次   更新时间:2019-06-21 16:34:24

  随着国家提出的新能源利用号召,国内新能源汽车产业进入了快速成长期,整车产量逐年节节攀升,根据国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》要求,到2020年,我国纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量要超过500万辆。受下游整车市场需求的带动,处于产业链上游的动力电池行业也驶入快车道,据权威数据显示,2016年中国汽车动力电池产量30.8GWh,同比增长82%。

  动力电池是新能源汽车的核心,在电池产量日益增加、产品大量投放市场的同时,一个不容忽视的问题已经迫切摆在我们面前,那就是关于废旧锂电池的回收。有数据统计,2016年我国动力电池的报废量累计约为2-4万吨, 2018年中国累计废旧动力电池将达12.08GWH,累计报废量将达到17.25万吨。根据测算,2018年对应的从废旧动力锂电池中回收钴、镍、锰、锂、铁和铝等金属所创造的回收市场规模将达到53.23亿元,2020年这一市场可达101亿元,而到2023年废旧动力锂电池市场规模将达250亿元。

  废旧锂电池回收

  未来,废旧动力锂电池的回收将会形成一个十分庞大的市场。这不仅仅是因为动力锂电池的保有量日益增加,也因为构成锂电池的成分和结构较为复杂,包括钢/铝壳、铝集流体正极负载钴酸锂/磷酸铁锂/镍钴锰酸锂等、铜/镍/钢集流体负载碳、聚烯烃多孔隔膜、六氟磷酸锂/高氯酸锂的碳酸二甲酯/碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯溶液等,如不加以回收,将会对环境产生很大影响。而回收后,通过技术提取,很多材料还可以被再次利用。出于环保和资源再利用方面的考虑,动力锂电池的回收是十分必要的。

  目前,动力电池回收主要采用两种方式:一种方式是进行二次利用,即针对没有报废只是容量下降无法被电动汽车继续使用的电池,采取将电池组拆包的方法,对模块进行测试筛选,再将可用的电池重新组装利用,如应用到储能领域等;另一种方式是对已经报废的动力电池进行拆解,回收可用材料并进行再利用。

  1、二次利用

  当前阶段,电动汽车动力电池使用寿命的终点是以初始容量的80%来规定的。也就是说当车辆跑了5到10年,动力电池即将报废时,其实电池还是可以使用的,只不过电池的性能出现了一定的下降,如容量减少,内阻增加等。目前比较常见的处理方法是把这些报废电池继续利用,在发电厂(配合风能或太阳能发电使用效果更佳)作为储能装置使用,可以继续用来削峰填谷,抑制噪声等。

  将报废的锂电池用来组建用于太阳能发电、风力发电的蓄电系统,是当前比较热门的应用方向之一。在这方面,日本企业算是先行者,包括日产和住友合资的4REnergy、SHARP、NEC等企业在内的多家日本公司,都在进行这种蓄电系统的研发和应用,有的主要面向电力公司,有的主要面向家庭。

  之所以选择将报废电池应用于太阳能发电和风力发电的蓄电系统,是因为太阳能发电和风力发电受天气因素影响较大,不太容易持续稳定地提供电力。以太阳能发电为例,阳光充足的时候太阳能电池板能输出很大的功率,但是晚上或是阴雨天的时候,输出功率就会非常微小。电力企业通常不会把这种可能剧烈波动的电力直接连入电网,而是先储存到蓄电系统,再由蓄电系统对外输出稳定的电力。

  我们以日产Leaf的做法为例,日产在Leaf的电池容量降到70%的时候就将其“报废”。Leaf的锂电池,出厂时容量为24kWh,降到70%还能存储16.8kWh,这样的电池如果直接拿去拆解未免过于浪费,而其剩余的储能空间基本能够满足蓄电系统的要求,从而很好的实现了二次应用的价值。

  我国早已开始实施风能和光伏的综合利用,在蓄电系统建设和应用方面有着巨大的市场空间。日本企业的做法,为我们今后在实现动力锂电池二次利用方面提供了很好的经验。

  2、拆解回收:目前拆解回收的处理方法主要有以下四种:高温冶金法:用高温焙烧经简单机械破碎的锂离子电池,筛分得到含有金属和金属氧化物的细粉体。高温冶金法的工艺相对简单,适合大规模处理,但是电池电解质和其它成分燃烧易引起大气污染。

  湿法冶金法:将废弃电池破碎后,用合适的化学试剂选择性溶解,分离浸出液中的金属元素。湿法冶金法的工艺稳定性好,适合中小规模废旧锂电池的回收,但是成本较高,并且废液需要进一步处理,否则也会产生环境污染。

  物理拆解:将电池经破碎、过筛、磁选分离、精细粉碎和分类后得到高含量物质,再进行下一步回收的过程。物理拆解法的工艺十分环保,不会对环境造成二次污染,但是其处理效率低并且耗时长。

  联合回收工艺:通过优化,采用联合回收工艺的方法,发挥各种基本工艺的优点,尽可能提高回收的经济效益。

  工信部2016年12月1日组织编制了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》(征求意见稿)。意见稿鼓励汽车生产企业、电池生产企业、回收拆解企业与综合利用企业等通过多种形式,合作共建、共用废旧动力蓄电池回收利用网络。

  面对锂电池回收巨大的市场诱惑,以及电池产业链企业所必须承担的社会责任,越来越多的国内企业开始着手进行布局动力电池回收领域。目前已开展动力电池回收的企业主要有深圳格林美、邦浦循环科技、赣锋锂业、哈尔滨巴特瑞、中航锂电等。

  锂电池的拆解是一个非常复杂的环节,构成动力锂电池的主要组成部分为有金属(塑料)壳体、正负极接线柱、铝集流体正极负载钴酸锂/磷酸铁锂/镍钴锰酸锂等、铜/镍/钢集流体负载碳、聚烯烃多孔隔膜、六氟磷酸锂/高氯酸锂的碳酸二甲酯/碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯溶液等,其中仅电解液一项组成就存有大量有害物。电解液的组成包括有机物(碳酸乙烯脂、碳酸二乙脂或碳酸二甲脂、

锚点

  )、微量氟化氢(电解质与水反应)、少量五氟化磷,热解后的气体呈酸性并有刺激性气味,易爆易燃。一条完整的锂电池拆解回收生产线需要包括拆解(电极端拆解回收)-单级破碎(挤轧抽离)-分捡(电池芯与外壳分离回收)-电池芯电解液去除(电解液热解分离回收)-隔离膜、电极膜分捡回收-锂电池正负极各种材料的分离分捡回收-危固废物回收等复杂的环节。一套全套的自动化锂动力电池拆解回收生产线,可对锂动力电池中的有价值材料进行***大化回收,其中铜铝金属回收率高达98%,正极材料回收率超过90%。此外,很多动力电池生产企业也开始着手电池回收方面的技术和设备引进工作!

  尽管如此,动力锂电池回收在我国还处于刚刚起步的阶段,在合理布局建设电池回收市场、完善回收网络、提高正规渠道回收效率等方面,还需要各级政府给予更大的扶持力度。随着环保和资源循环利用意识的不断加强,以及整车及动力电池企业的积极介入,我国的电池回收产业终将会循着健康有序的良性轨道发展。

 

  我公司在2018年11月份开始着手研制动力锂电池拆解中的***关键的环节设备,锂电池电解液去除用分解热解设备-微正压无风式隧道带式烘箱,本设备针对哈尔滨巴特瑞公司锂电池回收项目中电解液去除设备(烘干)生产线专业要求设计,目前已具完善成熟!

标签:锂电池 回收 热解 分捡 新能源 烘干
 
 
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