101GWh動力電池2030年報(bào)廢 材料回收產(chǎn)業(yè)化能否“跟上趟”？

導(dǎo)讀：為保證廢舊電池整體綜合回收再利用，需要在負(fù)極、電解液、隔膜等方面展開研究，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

電池業(yè)已迎來動力電池「退役潮」!

我國目前是全球最大的新能源汽車市場，隨著電動汽車關(guān)鍵部件電池使用壽命的逐漸到期，動力電池的報(bào)廢量也隨之越來越大。

2014年，我國電動汽車銷售量為7萬輛;2015年，達(dá)到了30萬輛;到2016年，達(dá)到50萬輛;2018年，達(dá)到了105.3萬輛。

2018年，寧德時(shí)代和比亞迪的電池裝機(jī)量分別為23.43GWh和11.43GWh;2019年上半年，寧德時(shí)代和比亞迪電池裝機(jī)量分別為13.85GWh和7.36GWh。

預(yù)計(jì)到2020年，我國車用動力電池需求將達(dá)到125GWh，而報(bào)廢量將達(dá)到32GWh，報(bào)廢電池折算為質(zhì)量將達(dá)到約50萬t;到2030年，動力電池報(bào)廢量將達(dá)到101GWh，報(bào)廢動力電池量約達(dá)到116萬t。

目前，廢舊動力鋰離子電池回收方式主要有兩種，一是梯次利用，二是拆解回收。

鋰電池回收企業(yè)主要以回收三元正極材料為主。另外，一些小型企業(yè)以回收磷酸鐵鋰正極材料為主，但技術(shù)水平較低。

對于容量下降到50%以下無法繼續(xù)使用的電池，只能進(jìn)行拆解，并資源化回收利用。

此外，對于梯次利用的報(bào)廢電池，也要進(jìn)行拆解及資源化利用。

對于正極材料約占成本40%的鋰離子電池，在回收時(shí)，重點(diǎn)考慮回收再利用正極材料。

鋰離子電池按正極材料，主要可以分成磷酸鐵鋰與三元材料兩種品種，磷酸鐵鋰由于安全性及循環(huán)性，主要用于公交車及小轎車。而三元材料電池由于其體積能量密度大，主要用于小轎車，兩種電池的市場占有量均在45%左右。

由于磷酸鐵鋰發(fā)展的時(shí)間早，目前廢舊磷酸鐵鋰電池量更大一些。

在資源化回收利用方面，國內(nèi)的主要專業(yè)回收公司主要是對三元材料正極材料進(jìn)行回收利用。

而磷酸鐵鋰中含鋰4%左右，折合成碳酸鋰有170kg左右，即1t磷酸鐵鋰粉體可回收碳酸鋰170kg，因此，對于磷酸鐵鋰極片的回收，主要回收鋰及鋁。

目前，國內(nèi)主要回收磷酸鐵鋰的是一些小型企業(yè)。由于技術(shù)原因，小型企業(yè)鋰的回收率在85%左右，可回收碳酸鋰約140kg。

此外，磷酸鐵鋰的主要成分為磷酸鐵，由于沒有回收被廢棄，因此造成了資源浪費(fèi)。

目前，磷酸鐵鋰正極材料回收技術(shù)主要存在成分未回收、酸堿消耗量大、成本較高、排放廢水等問題。

廢舊鋰離子電池不經(jīng)過處理，直接進(jìn)入到冶煉爐內(nèi)熔煉成合金，并進(jìn)一步溶解合金，分離凈化后獲得高純度的鎳和鈷的化合物，熔煉過程中產(chǎn)生的有害氣體，會經(jīng)過后續(xù)凈化處理后排放，主要用于鎳氫及廢鈷酸鋰電池的處置。

火法工藝簡單、易操作，且對各種廢舊電池具有通用的效果，但處理流程長，有價(jià)金屬綜合回收率較低。

目前，國內(nèi)主流的工藝路線為濕法處理路線，主要回收廢舊鋰離子電池正極材料中的有價(jià)金屬。

濕法工藝需要對電池進(jìn)行預(yù)處理，得到廢舊電池正極材料粉體，采用無機(jī)酸浸出正極中的金屬離子，使金屬離子進(jìn)入溶液，然后通過沉淀、萃取、鹽析、離子交換、電化學(xué)等方法進(jìn)一步分離、提純得到其鈷、鎳、鋰等金屬元素化合物。

實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，浸出過程常采用鹽酸、硫酸和硝酸浸出正極材料中有價(jià)金屬，同時(shí)添加氧化劑，鹽酸浸出常用氯酸鈉作為氧化劑。

目前，電池企業(yè)回收廢舊鋰主要采用濕法工藝，回收三元正極材料中的有價(jià)金屬。

我國廢舊動力鋰離子電池回收處于初始階段，工業(yè)上主要采用濕法回收正極材料中有價(jià)金屬為主，通過無機(jī)酸溶解，萃取分離得到金屬化合物作為產(chǎn)品出售。

骨干鋰電池回收企業(yè)以回收三元正極材料為主，一些小型企業(yè)開展了磷酸鐵鋰正極材料回收工業(yè)生產(chǎn)，但只回收正極材料中的鋰，技術(shù)水平較低，生產(chǎn)成本較高。

因此，為了保證廢舊鋰電池整體綜合回收再利用，有必要在負(fù)極、電解液、隔膜等方面展開研究，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

尤其在拆解方面，需要重點(diǎn)研究，實(shí)現(xiàn)廢舊鋰離子電池有價(jià)成分的物理分離，降低回收再利用成本，保證鋰離子電池行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。