磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池資源回收的技術(shù)方法
現(xiàn)代社會(huì)中,電池已成為我們?nèi)粘I畈豢煞指畹囊徊糠?,從工業(yè)領(lǐng)域、電動(dòng)汽車到智能手表、筆記本電腦、玩具,電池的應(yīng)用范圍越來越廣[1]。由于電池的低維護(hù)性、通用性、低成本等特點(diǎn),全球電池消費(fèi)的增長預(yù)計(jì)將持續(xù)。
廢鋰電池種類及組成:
動(dòng)力電池主要由4部分組成:正極、負(fù)極、電解液以及隔膜。一般動(dòng)力電池按正極材料組成分類,主流的動(dòng)力電池為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,兩者合計(jì)占比超過95%,另外還有少部分錳酸鋰電池和鈷酸鋰電池,占比只有5%左右。三元鋰電池裝機(jī)量已經(jīng)超過磷酸鐵鋰鋰電池,預(yù)計(jì)到2025年,三元電池占比將超過75%,成為主要的新能源汽車動(dòng)力電池。各類動(dòng)力電池中鋰、鈷等金屬含量。

目前動(dòng)力電池的回收主要為正極材料的回收,主要集中在鋰、鈷、鎳、錳等有價(jià)金屬的回收上。對于動(dòng)力電池的其他部分,電解液可能是未來回收的一大重點(diǎn),目前已經(jīng)有回收高純度電解液的方法,就是使用超臨界CO2回收,采用這一方法的優(yōu)勢在于產(chǎn)品純度較高,但是對回收企業(yè)技術(shù)要求較高,目前國內(nèi)回收電解液的企業(yè)較少。隔膜屬于高分子材料,使用一段時(shí)間后會(huì)有老化的問題,壽命有期限,回收價(jià)值不大。負(fù)極的石墨會(huì)有鋰離子嵌入,改變了負(fù)極結(jié)構(gòu),回收后的負(fù)極不能直接利用,而且石墨價(jià)格并不高,回收的經(jīng)濟(jì)價(jià)值不大。外殼部分的主要材料是鋁合金等金屬材料,在拆解或者破碎環(huán)節(jié)可以直接回收,而且回收純度高。


廢舊電池回收處理工藝主要分為三個(gè)處理過程:預(yù)處理、二次處理與深度處理。廢舊電池回收過程中仍有部分電量,所以要對其進(jìn)行預(yù)處理,主要進(jìn)行深度放電過程、破碎、物理分選。二次處理的目的是為了使正負(fù)極活性材料與基底發(fā)生分離,主要用熱處理法、有機(jī)溶劑溶解法、堿液溶解法以及電解法等來實(shí)現(xiàn)。深度處理是處理過程的關(guān)鍵,主要包括浸出和分離提純兩個(gè)過程,對有價(jià)值的金屬材料進(jìn)行提取。現(xiàn)如今鋰電池回收工業(yè)中常用的技術(shù)有干法回收和濕法回收等,其中干式物理分離工藝是目前回收廢舊鋰電池較為成熟的技術(shù),也是目前研究較多的一種工藝。