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磷酸鐵鋰電池回收利用存在的問題有哪些?

來源:新能源網(wǎng)
時間:2021-09-30 18:00:12
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磷酸鐵鋰電池回收利用存在的問題有哪些?磷酸鐵鋰電池中含有的LiPF6、有機碳酸酯、銅等化學(xué)物質(zhì)均在國家危險廢物名錄中。LiPF6有強烈的腐蝕性,遇水易分解產(chǎn)生HF;有機溶劑及其分解

磷酸鐵鋰電池中含有的LiPF6、有機碳酸酯、銅等化學(xué)物質(zhì)均在國家危險廢物名錄中。LiPF6有強烈的腐蝕性,遇水易分解產(chǎn)生HF;有機溶劑及其分解和水解產(chǎn)物會對大氣、水、土壤造成嚴(yán)重的污染,并對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生危害;銅等重金屬在環(huán)境中累積,最終通過生物鏈危害人類自身;磷元素一旦進(jìn)入湖泊等水體,極易造成水體富營養(yǎng)化。由此可見,如若對廢棄的磷酸鐵鋰電池不加以回收利用,對環(huán)境及人類健康都是極大危害。

隨著國內(nèi)電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,對磷酸鐵鋰電池的需求量也快速增加,大量的磷酸鐵鋰動力電池報廢,進(jìn)入到回收階段,鋰電池的回收市場降呈現(xiàn)出爆發(fā)式的增長,那么,目前磷酸鐵鋰電池回收存在哪些問題?

一、回收技術(shù)不成熟

現(xiàn)有的資料表明,廢舊磷酸鐵鋰電池的回收處理分為兩種 一種是回收金屬,另一種是再生磷酸鐵鋰正極材料。

(1、濕法回收鋰和鐵

此類工藝以回收鋰為主,因磷酸鐵鋰不含有貴金屬,故對鈷酸鋰的回收工藝進(jìn)行改造。首先將磷酸鐵鋰電池拆解得到正極材料,粉碎篩分得到粉料;之后將堿溶液加入到粉料中,溶解鋁及鋁的氧化物,過濾得到含鋰、鐵等的濾渣; 將濾渣用硫酸與雙氧水( 還原劑)的混合溶液浸出,得到浸出液;加堿沉淀氫氧化鐵,過濾得到濾液;灼燒氫氧化鐵,可得氧化鐵;最后調(diào)節(jié)浸出液的pH值(5.0 ~8.0),過濾浸出液得濾液,加固體碳酸鈉濃縮結(jié)晶得碳酸鋰。

(2、再生磷酸鐵鋰

單一回收某種元素使得不含有貴重金屬的磷酸鐵鋰回收產(chǎn)生的經(jīng)濟效益比較低。因此,主要是固相法再生磷酸鐵鋰處理廢舊磷酸鐵鋰電池,此工藝具有很高的回收效益,且資源的綜合利用率高。

首先將磷酸鐵鋰電池拆解得到正極材料,粉碎篩分得粉料;之后熱處理去除殘留的石墨和粘結(jié)劑,再將堿溶液加入到粉料中,溶解鋁及鋁的氧化物;過濾得含鋰、鐵等的濾渣,分析濾渣中鐵、鋰、磷的摩爾比,添加鐵源、鋰源和磷源,將鐵、鋰、磷的摩爾比調(diào)整為1∶1∶1;加入碳源,球磨后在惰性氣氛中煅燒得到新的磷酸鐵鋰正極材料。

二、回收利用體系不完善

雖然主管部門和企業(yè)大力推行磷酸鐵鋰電池,但由于尚處于大量裝備車輛階段,回收利用還處于起步階段,現(xiàn)有的回收體系也不健全,系統(tǒng)專業(yè)的車用動力電池回收利用體系亦尚未建立?,F(xiàn)有的回收體系存在一定的問題,而且回收效率低下。這種問題主要由以下幾方面造成

1、可回收量少

大量的廢舊電池分散在國民手中,但是民眾沒有投放的地方,因而隨著生活垃圾一起處理,從而使得從個人中回收的報廢電池幾乎為零,絕大部分回收的是生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料或者是庫存舊料,回收到的大型動力電池數(shù)量更是少之又少。

2、回收系統(tǒng)不健全

專門回收電池的系統(tǒng)國內(nèi)尚未建立,主要是小作坊的粗放式收集。我國是鋰離子電池的生產(chǎn)及消費大國,但由于人口眾多,使得電池人均保有量相對較少。長久以來回收公司對不具有回收價值的單個鋰離子電池并未進(jìn)行回收。

3、準(zhǔn)入門檻高

企業(yè)欲從事廢舊電池的回收與處理,必須按照《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》和《危險廢物經(jīng)驗許可證管理辦法》的規(guī)定申請危險廢物經(jīng)營許可證,但是能達(dá)到大規(guī)模回收資質(zhì)的企業(yè)并不多,反而是那些規(guī)模小、技術(shù)低下的公司數(shù)量眾多,造成電池?zé)o法集中收集的難題。

4、回收成本高

大量的磷酸鐵鋰材料應(yīng)用于動力或儲能電池正極,需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通小型電池,對其進(jìn)行回收具有很高的社會價值,但回收成本較高,且磷酸鐵鋰電池中不含有貴重金屬,經(jīng)濟價值較低。

5、回收意識薄弱

長期以來,我國對于廢舊電池回收利用方面的宣傳教育很少,致使公民缺乏對于廢舊電池污染危害的深入認(rèn)識,沒有形成自覺回收的意識。