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电池知识

目前锂电池主要的回收方式有哪些?

来源:宝鄂实业    2019-06-28 14:06    点击量:

我国虽然锂矿产资源丰富,但由于开采难度大等因素的限制,锂资源的供给十分有限;钴作为战略资源,国内资源品质低、生产成本高,产量尚不能满足需求,同样也是稀缺资源。对废旧动力电池中的重金属资源进行合理回收,将为电池厂商创造可观利润来源。根据数据调查显示,2018年的退役电池量为10.8GWh,对应的回收市场空间为65亿元;到2023年退役电池总量将达到90.08GWh,回收市场空间达到423亿元。

回收方式:消费者将报废的电池交回附近的新能源汽车销售服务网点,依据电池生产商与汽车生产商的合作协议,由汽车厂商以协议价格转运给电池厂商,由其进行专业化的回收处理。由于电池厂商的规模、综合实力、发展战略不同,有些厂商没有独自回收实力,便出现了委托第三方企业进行回收的模式。2018年后新能源汽车动力蓄电池将进入规模化退役阶段。
       近年伴随新能源汽车行业的快速发展,动力电池回收相关的政策法规也在陆续完善。2017年1月,国务院办公厅发布《生产者责任延伸制度推行方案》,明确指出“建立电动汽车动力电池回收利用体系。电动汽车及动力电池生产企业应负责建立废旧电池回收网络,利用售后服务网络回收废旧电池,统计并发布回收信息,确保废旧电池规范回收利用和安全处置”,明确了动力电池回收的主体责任。2018年7月,工信部等七部委发布《关于做好新能源汽车动力蓄电池回收利用试点工作的通知》,确定京津冀地区、山西省、上海市、江苏省等地区,及中国铁塔股份有限公司为试点地区和企业,开展动力电池回收试点工作,这标志着我国动力电池回收进入大规模实施阶段。

电池厂商及专业回收公司,主要通过自建生产线,完成对废旧动力电池的回收利用,整体来看,行业处于起步阶段,未来随着我国新能源汽车更大范围的推广,相关废旧动力电池回收政策进一步实施,以及龙头企业的示范带头效应,整个回收产业链将更为规范化、覆盖范围将更广。

回收方式:消费者将报废的电池交回附近的新能源汽车销售服务网点,依据电池生产商与汽车生产商的合作协议,由汽车厂商以协议价格转运给电池厂商,由其进行专业化的回收处理。由于电池厂商的规模、综合实力、发展战略不同,有些厂商没有独自回收实力,便出现了委托第三方企业进行回收的模式。2018年后新能源汽车动力蓄电池将进入规模化退役阶段。

废弃的锂电池中通常还残留有电量,在对锂电池进行处理的过程中,如果没有将残余的电量释放掉,就会在进行电池拆分过程中很容易产生着火以及爆炸现象,因此,在对废弃的锂电池进行试验之前,就需要先进行废弃锂电池的放电处理。处理废弃锂电池的方法通常有物理方法以及化学方法两种,物理放电的方法主要是借助外接负载来放电,是通过使电池连接外界电阻,使剩余电量在放热的过程中消耗掉,但是这种方法适合用于对少量电池的放电。以氯化钠盐溶液放电进行预处理的方法具有易操作、方便、简单的特点,并且较为经济实用,不会产生出二次污染物,因此在进行废锂电池放电时被广泛使用。

在进行实验时,首先需要将废锂电池放在饱和的食盐水中,使其放电10min,正负极电池短路就会将电池中的电量完全释放。将放电结束后的电池放在60℃以下的烘干箱中放电10h,并且人工对锂电池的外壳进行拆解,从而得到电池的内芯,再由人工对锂电池的塑料薄膜以及正负极进行分选,从而获取正极材料。

3、废锂电池资源再生过程中污染物分析及控制

3.1、电解液污染排放控制

电解锂电池的电解液挥发性较强,并且具有较高的腐蚀性、毒性并且易燃易爆。电解质的成分主要有六氟磷酸锂(LiPF6),可以和水以及酸发生反应,从而产生HF等毒性气体以及有毒物质,产生氟污染;通常情况下,电解质溶液中是EC+DMC以及PC+DEC等混合溶剂,这些成分都属于易燃易爆物质,在释放出去以后就会形成有机物质。氟化物可以和NaOH发生反应,从而产生NaF。因此在去除氟污染时通常使用NaOH溶液。随着手工拆解,会使电解液挥发出去,对于收集造成很大的不便,因此开展该项工作就显得比较困难。

处理电解液的措施:在进行实验时,在密闭的通风厨下对废锂电池进行手工拆解,并且将通风窗打开,完成电池拆解之后需要快速将塑料薄膜、正、负极浸到0.5mol的NaOH溶液,经过一定的时间之后除去电解液中的氟化物。因铝箔表面有活性物质以及乙炔黑钴酸锂,此外,需要用稀碱液配置NaOH溶液,在对电解液进行处理的时候,没有存在NaOH溶解流出铝箔,因此,析出电解液之后,需要用镊子夹出正极,并且将其烘干当做实验材料,但是挥发的部分微量醋溶液可以被NaOH溶液吸收,经过处理过的尾气需要用通风厨排到室外,从而起到保护环境的作用。

3.2、酸消耗与剩余酸控制

通过对H2SO4+H2O进行计算,发现在酸体系之下,在废锂电池中浸出锂、钴实验中酸的剩余量以及消耗量,能通过控制实验中浸出酸量,来有效降低酸的排放,在此实验过程中,对酸剩余量以及消耗量的计算方法是借助中和滴定的方法来完成的,通过将不同的硫酸浓度作为考察依据,来对浸出酸的最佳量进行计算。

总的来说,废旧锂电池环境危害大,但回收价值高,所含金属元素多为我国较为稀缺、进口依赖较高的金属资源。同时对于企业来说,废旧锂电的回收也蕴含着商机,经过有效的回收处理,能够为电池生产商约大量的生产成本,具有非常高的经济价值。

锂电池回收的政策环境

在电动汽车渗透率逐步提高的时期内,特别是2012-2018年间,国家层面陆续出台诸多电池回收的政策,其主要目的是明确整车厂需作为回收的责任主体,并联合电池厂、再生厂共建回收体系。

总体来看,政府是新能源汽车回收行业的最大支持者,自2015年以来密集出台多种政策扶持行业健康发展,地方也相应出台补贴和税收优惠。

结束语

如今,由于我国使用锂电池的量比较大,因此废锂电池的报废量也比较大,废锂电池中,锂、钴等金属离子的回收利用具有较高的价值,因此,就需要合理利用废锂电池,在避免对环境造成污染的前提下,使废锂电池创造出一定的经济效益。