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锂电池回收的技术路线

发布时间:2019-04-15

1、技术标准

锂电池梯次利用及资源化回收最全面分析

我国在《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》中要求:湿法冶炼条件下,镍钴锰的综合回收利用率不低于98%,火法冶炼的回收利用率不低于97%。目前国内比较领先的企业像邦普等已经基本达到了标准。

2、磷酸铁锂

动力电池主要分为磷酸铁锂,用在商用车上,和三元电池,用在乘用车上,相比较而言,磷酸铁锂更适合梯次利用。这两种电池的性能不太一样,磷酸铁锂的循环寿命更长,电量从100%衰减到80%寿命可以达到2000-6000次。

锂电池梯次利用及资源化回收最全面分析

宁德时代做过上述测算,退役之后的磷酸铁锂动力电池可以作为储能电池使用至少5年。磷酸铁锂如果直接报废、拆解回收,收益有限,其成分铁不值钱,锂的含量又非常少,1吨磷酸铁锂的回收经济收益在10000左右,如果用作梯次利用收益在30000-40000左右,所以从这两个方面来看,磷酸铁锂比较适合梯次利用。

3、梯次利用

锂电池梯次利用及资源化回收最全面分析

梯次利用的流程可以分为三步:先对回收的电池进行筛选,然后进行电池的串并联,第三步进行充放电的管理,外加入BMS,设计容量和功率的匹配。一般电池容量与功率的匹配比为8:1,放电倍率在0.125C。

梯次利用的关键技术在于两个:

离散整合技术:不同电池的pack技术不同,拆解完需要对不同的单体电池根据电池模组的性能、寿命等进行整合;

全生命周期追溯技术:通过BMS提供的SOC、SOH、SOP技术指标进行估算。

国家要求构建新能源汽车国家监测与动力蓄电池回收利用溯源综合管理平台,平台以电池生产时的编码为信息载体,一直到电池死亡进行全生命周期的追溯和数据记录。

4、资源化回收

磷酸铁锂寿命比较长,而三元电池的循环寿命在800-2000次左右,比较短;三元电池的安全性也没有铁锂电池的好,着火点比较低,不适合用于储能电站、通讯基站等环境复杂的领域。

锂电池梯次利用及资源化回收最全面分析

此外三元电池所含的镍钴锰价格比较高,即使直接拆解,收益也很可观。所以相比而言,三元电池更适合拆解回收。三元电池拆解回收的价格在40000-50000元/吨,如果将拆解下来的镍钴锰再去做三元材料的前驱体,价格更高,以宁德时代为例,单价在80000元/吨。

资源化回收分两个阶段:回收的电池先进行预处理,放电,除去外包装,手工拆解分离得到电芯;然后再回收。

回收技术可以分为三大类:

干法(物理法):

锂电池梯次利用及资源化回收最全面分析

机械分选法:机械手段破碎筛分,直接分选

高温热解法:高温焚烧,形成蒸汽挥发冷凝

干法热修复:干法之后对回收的粗产品进行再次加工成为材料

湿法(化学法):

锂电池梯次利用及资源化回收最全面分析

湿法冶金:用化学试剂溶解分离浸出

化学萃取:用试剂分离

离子交换:用离子实现交换

生物回收技术:

主要是用微生物浸出,目前来说还比较难,技术问题有待突破。

目前行业上,三元电池普遍采用的是湿法,磷酸铁锂采用的是干法,这也是比较推荐的方法。相比而言,湿法的成本比较高,但是回收的材料纯度比较高,各有利弊。

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