動力電池回收利用淺析

2017-12-28 11:17:27 來源:新材料產(chǎn)業(yè) 作者:孫嘉遙郭雙桃　點擊量：評論 (0)

能源是社會發(fā)展的動力，現(xiàn)代文明的基石。然而，傳統(tǒng)化石能源過度消耗引起的能源危機和粗放使用帶來的環(huán)境污染，成為困擾社會健康發(fā)展亟待解決的難題。新能源電動汽車在降低石油依賴和緩解大氣污染方面，具有很大

四、鋰離子電池回收技術(shù)

電池回收采用先梯次利用后再生利用的原則(見圖3)，對于輕度報廢電池，經(jīng)過篩分、拆解、重組后貼上梯次利用標簽，可再用于儲能系統(tǒng)、路燈、UPS電源、低速電動車等領(lǐng)域[4]。經(jīng)多次利用重度報廢后通過拆解再生，回收其中的電極材料，尤其是鈷(Co)、鎳(Ni)、鋰(Li)等貴金屬。

電池管理系統(tǒng)BMS是動力電池梯次利用的核心：一方面，不同廠商生產(chǎn)的動力電池規(guī)格尺寸、組成成分、電壓容量都有差別;另一方面，即使同一廠家、同一批次的電池也存在一定的不一致性，而這種不一致性在使用一段時間后進一步放大對電池成組和再利用提出了更大的挑戰(zhàn)。相比而言，現(xiàn)在回收企業(yè)技術(shù)研究的重點更在于電極材料或者貴重金屬的回收。梯次利用主要用于儲能和工況要求不高的場合，只要做好分類重組，完全可以做到資源的充分利用。因此，應優(yōu)先考慮梯次利用，后再生利用。

圖3 廢舊電池回收產(chǎn)業(yè)鏈

電池正極的材料成本占據(jù)單體電池成本1/3以上，而由于負極目前采用石墨等碳材料較多，鈦酸鋰Li4Ti5O12和硅碳負極Si/C應用較少，所以目前電池的回收技術(shù)主要針對的是電池正極材料回收，相應流程如圖4。

圖4 廢舊電池回收工藝流程圖

廢舊電池存在一定的安全隱患，所以在拆解回收之前，需提前對其進行預放電至安全電壓。廢舊電池經(jīng)放電、拆解、破碎等預處理工藝后，可實現(xiàn)動力電池的外殼剝離和初步回收。在接下來的金屬/電極材料分離、提取、回收過程中，根據(jù)回收原理不同，可細分成物理、化學、生物3種方法(見表1)，也分別稱為干法、濕法和生物浸出法。

表1 電池回收工藝分類及特點

五、鋰離子電池回收模式

行業(yè)競爭多樣性和動力電池種類、價格多樣性，決定了銷售模式和回收模式的多樣性。在不同銷售模式下，動力電池的所有權(quán)不同，也意味著回收責任和電池回收參與者身份不同。根據(jù)回收企業(yè)主體不同，可將動力電池回收分為3種模式(如圖5所示)，即：生產(chǎn)商回收模式、行業(yè)聯(lián)盟回收模式、第3方回收模式，這3種模式的特點對比見表2。

圖5 廢舊電池回收3種模式

表2 3種電池回收模式分析及特點

電池生產(chǎn)商作為電池回收主要承擔者，由于對回收產(chǎn)品十分熟悉，回收成本小，再利用難度低，但是也存在一定的問題。對于小企業(yè)來說，回收渠道小，且難以保證穩(wěn)定的廢舊電池貨源，對回收帶來了很大的挑戰(zhàn)。目前來看，行業(yè)聯(lián)盟回收是一種比較經(jīng)濟的回收模式，覆蓋范圍大，影響力高、回收渠道多，但是在行業(yè)體系不夠完善，電池回收相關(guān)標準不夠明確情況下，存在一定的操作難度，相應的回收模式比較見表2。

六、結(jié)語

雖然我國動力電池回收起步較晚，動力電池產(chǎn)業(yè)未來也具有很多不確定性，但是動力電池回收是推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展不可或缺的一環(huán)，具有重要的經(jīng)濟、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展意義，值得全社會的關(guān)注。

文/孫嘉遙1 郭雙桃2

11.深圳協(xié)德科技有限公司

2.清華大學深圳研究生院新材料研究所

原標題:動力電池回收利用淺析