2018年我國新能源汽車生產(chǎn)將超過100萬輛大關(guān)，2020年將超過200萬輛，存量超過500萬輛。2015年是中國推廣應(yīng)用新能源的元年，2018年動力電池大規(guī)模地退役潮即將開啟，2019年將進入爆發(fā)期。

本文介紹三個方面的知識：一是動力電池對環(huán)境污染的嚴(yán)重性;二是動力電池回收利用的經(jīng)濟性;三是動力電池回收的主要技術(shù)，以及對動力電池回收利用的建議。

一、動力電池對環(huán)境污染嚴(yán)重性

鋰離子動力電池大規(guī)模退役后，作為廢料，對環(huán)境一定有不良影響，會帶來一定的環(huán)境污染。盡管鋰離子動力電池不包含汞、鎘、鉛等毒害性較大的重金屬元素，且相對鉛酸電池而言，環(huán)境友好性比較高，但是鋰離子動力電池的金屬離子、負(fù)極的碳粉塵、電解質(zhì)中的強堿和重金屬離子，都可能造成重環(huán)境污染，包括提升土壤的 PH 值。鋰鋰子電池中的金屬和電解液，例如鈷元素可能會引起人們腸道紊亂、耳聾、心肌缺血等癥狀。目前我國電池資源化回收的能力有限，大部分廢舊電池沒有得到有效的處置，目前主要的廢舊電池處理方式是固化深埋、存放于廢礦井等處理措施，如果規(guī)模過大，將會給自然環(huán)境和人類健康帶來潛在威脅。

一句話，如果鋰離子動力電池大規(guī)模地退役，人們必須予以高度重視，必須認(rèn)真對待，穩(wěn)妥處理好。

二、有色金屬回收與原生金屬提煉過程的能源消耗小得多

有資料介紹，三元電池中鋰的平均含量為 1.9%、鎳 12.1%、鈷 2.3%;此外，銅、鋁等占比也達到了 13.3%和12.7%。鈷具有很好延展性和鐵磁性，耐高溫、耐腐蝕、具磁性性能，被廣泛用于航空航天、機械制造、電氣電子、化學(xué)、陶瓷等工業(yè)領(lǐng)域。2015 年全球產(chǎn)出鈷礦12.38萬噸，剛果(金)產(chǎn)出鈷礦 6.3 萬噸，占比超過 50%，中國僅產(chǎn)出7700 噸，占比 6.2%。對中國而言，鈷是稀缺資源。因此從廢舊電池中回收再利用鈷具有越來越好的經(jīng)濟性;鋰是動力鋰電池中的主要元素，鋰資源在自然界中廣泛分布，然而鋰資源的提取工藝行業(yè)壁壘較高。

由于新能源汽車驅(qū)動的需求日益擴大，越來越多的企業(yè)開始關(guān)注鋰電池回收，并通過電池回收原材料，生產(chǎn)電池，其節(jié)能率在 70%~90% 之間。通過電池回收原材料，生產(chǎn)電池，在節(jié)能減排方面具有絕對優(yōu)勢，其宏觀層面的經(jīng)濟性是不言而喻的。

三、動力電池回收利用渠道分析

動力電池從汽車上退役后，其充放電性能不能滿足車輛的動力需求，但是電池內(nèi)部的化學(xué)成分并沒有發(fā)生改變，可以運用到比汽車電能要求更低的地方，利用在儲能或者相關(guān)的供電基站以及路燈、低速電動車身上等，再淘汰后最后再進入回收體系。歸納起來，分為兩個循環(huán)過程：

①梯次利用：

電池容量降低，使得電池?zé)o法使電動車正常運行，仍可以在別的途徑繼續(xù)使用，例如用于電力儲能。(注意：電池本身還沒有報廢)

②拆解回收：

電池?zé)o法繼續(xù)使用，原因是電池容量損耗嚴(yán)重，只有將電池進行資源化處理，回收有利用價值的再生資源。

中國政府明確采用生產(chǎn)者責(zé)任延伸制度,見圖(1)。但落實這一制度，還沒有抓手。回收利用渠道還沒有建立起來，這是當(dāng)前急迫要解決的關(guān)鍵問題。

目前已有渠道：

①回收小作坊

點多面廣，回收成本低廉。但是這些小作坊，沒有技術(shù)保障手段，容易產(chǎn)生安全隱

②專業(yè)回收公司

技術(shù)設(shè)備先進、工藝規(guī)范，綜合實力雄厚，是動力電池回收利用骨干企業(yè)。但是如何保障這些企業(yè)有“利”可圖?市場還沒有成長起來，政府政策如何落實等，還要深入研究。

③廢舊物資再利用協(xié)會

廢舊物資再利用協(xié)會，成員單位比較多，聯(lián)系比較廣泛，回收網(wǎng)絡(luò)比較完善。但目前這類組織，對動力電池回收業(yè)務(wù)還沒有開展起來。如何合理布局動力電池回收市場?如何規(guī)范地管理?還有大量工作要做。

四、廢舊鋰離子電池的資源化工藝分類

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)

主要包括機械分選法和高溫?zé)峤夥?或稱高溫冶金法)，見表(1)。干法回收工藝流程較短，回收的針對性不強，是實現(xiàn)金屬分離回收的初步階段。主要是指不通過溶液等媒介，直接實現(xiàn)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?zé)峤夥ǎ瑢﹄姵仄扑椴⑦M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(shù)

濕法回收技術(shù)工藝比較復(fù)雜，見表(2)，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(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):

目前，關(guān)于生物回收技術(shù)的研究剛剛起步，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)具有成本低、污染小、可重復(fù)利用的特點。主要是利用微生物浸出，將體系的有用部分轉(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，實現(xiàn)目標(biāo)部分與雜質(zhì)部分分離，最終回收鋰等有價金屬。

整個回收工藝一般分為 4個部分：(1)預(yù)處理部分;(2)電極材料修復(fù);(3)有價金屬浸出;(4)化學(xué)純化。

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部分，高效選擇性地收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 等有價金屬，需要對混合電極材料進行選擇性提取。材料分離的過程也可以按照干法回收、濕法回收和生物回收。

第三步：化學(xué)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。

五、總結(jié)

①鋰離子電池相比鉛酸電池環(huán)保一些，但是同樣對環(huán)境有污染。面對大規(guī)模的動力電池退役，利用的基本途徑有：一是梯次利用;二是廢舊鋰離子電池的資源化處理。

②廢舊鋰離子電池的資源化處理技術(shù)成熟，不用過度擔(dān)心。

③發(fā)展新能源汽車，一是中國政府應(yīng)對汽(柴)油對外依賴度越來越高的不安全性，而采取的措施;二是鋰離子電池比鉛酸電池更環(huán)保;三是鋰離子電池產(chǎn)生的環(huán)保問題，有成熟的技術(shù)可以處理的。