5月19日至21日，“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開， 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(qū)1500余位政府機(jī)構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項(xiàng)目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會。

北京理工大學(xué)教授李麗在儲能電池專場，發(fā)表了題為“廢舊鋰離子電池回收處理技術(shù)與資源化再生技術(shù)進(jìn)展”的精彩演講。

演講內(nèi)容如下：

李麗：

今天跟大家交流的題目是關(guān)于鋰離子電池回收處理技術(shù)及資源化再生技術(shù)進(jìn)展。這是今天匯報(bào)題目的內(nèi)容，首先我們看看能源背景，這些數(shù)據(jù)在2017年美國能源信息中心關(guān)于國際能源展望的數(shù)據(jù)分析。可以看到從1990-2015年，以及對2014年期間的預(yù)測。傳統(tǒng)化學(xué)能源，包括煤、石油、天然氣穩(wěn)步增長。可以關(guān)注綠色曲線，這是關(guān)于可再生能源，發(fā)展趨勢迅猛。在可再生能源中，風(fēng)能和太陽能發(fā)展最為迅速。關(guān)于新能源的發(fā)展面臨非常多的挑戰(zhàn)，這個(gè)數(shù)據(jù)是關(guān)于中美及一些國家在電動汽車保有量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。2016年，全球電動汽車，包括EV和PHEV的保有量超過200萬輛，2017年超過300萬輛。電動汽車的發(fā)展作為其中核心部件之一，鋰離子電池用量非常多，我們隨之考慮電池成本和能源的節(jié)約，電池回收利用是關(guān)鍵的研究領(lǐng)域。

這是關(guān)于鋰離子電池回收的數(shù)據(jù)，我們對近期在這方面的數(shù)據(jù)。左上角綠色點(diǎn)曲線是2011年到去年年底統(tǒng)計(jì)的，關(guān)于電動汽車用鋰離子電池的增長趨勢，2017年產(chǎn)量達(dá)到32GWh。對于鋰電池中的兩個(gè)主流體系：磷酸鐵鋰和三元。從柱形圖可以看到不同組份的三元電池，包括611、532等，以及磷酸鐵鋰金屬元素分配的比例，我們會跟蹤每種金屬的價(jià)格。可以看到金屬股的價(jià)格居高不下。2017年股平均價(jià)格達(dá)到每噸5.5萬美元，2018年1月其價(jià)格上升到7.7美元每噸。對于碳酸鋰，達(dá)到2.5萬美元每噸。從電池成本的降低及對環(huán)境的影響兩個(gè)角度，縱觀鋰離子電池的生命周期。原材料價(jià)格的提升對后期電池及成組后的價(jià)格有非常大的影響。關(guān)于能源的消耗、規(guī)模及對環(huán)境的影響也會增加其成本。在使用過程中，我們談到對電池壽命的延長，一定程度上會降低電池的成本。最后是如何把它廢棄后進(jìn)行有效的回收和再利用。

這是我們在科研領(lǐng)域做的統(tǒng)計(jì)，左圖從2002年開始，關(guān)于鋰電池的回收文件非常少，有一部分是關(guān)于鉛酸的。從2002年后，文章的數(shù)目量有非常大的增加。在中國、韓國、巴西、印度、美國、澳大利亞等國家，中國的貢獻(xiàn)量最大。研究機(jī)構(gòu)顯示的是清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、韓國地理地質(zhì)研究所和中科院文章的分布量。餅型圖是不同的附件，包括隔膜等。95%集中在正極，對于單體電池來講正極成本占95%，所以主要研究在正極，5%左右在負(fù)極和電解液。

從目前的發(fā)展趨勢來看有以下研究方向，首先用濕法，后期進(jìn)行分離和除雜，最后對請出進(jìn)行再生和合成。合法，關(guān)鍵步驟在高溫下進(jìn)行溶液，產(chǎn)物雜雜質(zhì)比較高。預(yù)處理，之前大家對預(yù)處理的關(guān)注度不夠，現(xiàn)在很多國內(nèi)外企業(yè)對電池處理理投入了非常大的精力，包括前期的篩分、破碎等，有很多預(yù)處理的手段。縱觀電池全生命周期，如何使整個(gè)電池全生命周期的能耗降到最低。

關(guān)于國內(nèi)外在這方面的最新研究進(jìn)展。關(guān)于預(yù)處理，從左圖可以看到預(yù)處理的基本流程，不同的電池體系，其電解液、SOH會嚴(yán)重影響破碎過程中釋放出的產(chǎn)物。柱形圖可以明顯看到主要?dú)怏w釋放量是DMC、EMC、二氧化碳等，這是全球變暖的主要元兇。右圖是粉碎后對金屬的主要影響。我們經(jīng)過充放電后，用透射電鏡可以看到正負(fù)極表面被均勻的有機(jī)物包裹，勢必會影響后期浮選的過程，我們要先對電池材料預(yù)處理，使有機(jī)物進(jìn)行分解，降解為非常小的分子，后期在疏水過程中很好的分離。

2017年文獻(xiàn)報(bào)告集中的方法，這是用鈷酸鋰等，我們知道二者可以重新組建形成氯化鋰，后期要跟水請出，使氯化鋰電和鈷進(jìn)行有效分離。

關(guān)于活法，之前企業(yè)報(bào)道不多，文獻(xiàn)做了前期的探索。這是關(guān)于現(xiàn)場再現(xiàn)的金屬熔煉過程，針對不同體系，包括鉬酸鋰、鈷酸鋰和三元電質(zhì)材料。把溫度設(shè)置為700-900度之間，以碳酸鋰的形式成為碳酸鋰的產(chǎn)物。主要是金屬的氧在高溫下非常容易出來，最后形成碳酸鋰。這是正極的直接再生，其工作是在肌理分析基礎(chǔ)上，任何一種材料經(jīng)過充放電循環(huán)后，在金格上形成了磷酸鐵、氧化鐵和五氧化二磷等，重新合成磷酸鐵鋰材料。這是加州大學(xué)所做的，有類似之處。這是濕法的核心部分。這是關(guān)于請出的合成，我們希望合成具有高附加值的產(chǎn)物，這是合成催化劑材料、石墨烯材料。

這是我們實(shí)驗(yàn)室的工作，主要依托國家973計(jì)劃項(xiàng)目的資助，目前在計(jì)劃過程中。整個(gè)實(shí)驗(yàn)室平臺集中二次電池、能源才倆設(shè)計(jì)與工況仿真的實(shí)驗(yàn)研究平臺、性能評價(jià)研究平臺、原位設(shè)備合成。由于科技組研發(fā)方向非常多，今天跟大家匯報(bào)的是關(guān)于回收和再利用方面。

我們的研究特色是如何使目前企業(yè)采用的回收技術(shù)，一方面具有經(jīng)濟(jì)性，另一方面具有環(huán)境友好性。我們的工作集中在以下幾方面，簡單匯報(bào)去年和今年的研究進(jìn)展。

第一篇工作發(fā)表在2018年，我們對電解材料進(jìn)行請出，最后合成三元材料。

第二篇工作是對有機(jī)材料進(jìn)行請出，再進(jìn)行再生，最終材料的性能是非常不錯(cuò)的。這篇工作是我們剛發(fā)表的關(guān)于氯酸的工作，非常具有代表性的工作之一。

第三篇工作是引進(jìn)美國佛羅里達(dá)大學(xué)副教授的研究，用作污染水體中氮磷具有吸附劑自高之一，碳材料可以用于磷的吸附，大概是5-6倍的數(shù)量級。

這是氧化錳和人工石墨的附和，主要吸收重金屬，吸附量在99%以上。

最后在研究領(lǐng)域簡要的提出三個(gè)方向，一是Efficiency，二是Economy，三是Environment。