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廢舊鋰離子電池使用現(xiàn)狀及資源化利用

發(fā)布時(shí)間:2021-01-15發(fā)布人:瀏覽:
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鋰離子電池(LIB)具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),自1991年商業(yè)化以來(lái),越來(lái)越受到消費(fèi)電子產(chǎn)品的歡迎。目前我國(guó)是全球最大的LIB生產(chǎn)、消費(fèi)和出口國(guó),2014年我國(guó)生產(chǎn)的消費(fèi)類鋰離子電池已達(dá)到了23.8GWh。同時(shí)自2015年起,在國(guó)家一系列的政策支持和經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼下,新能源汽車異軍突起,對(duì)LIB的需求量迅猛增加,同時(shí)也促成了動(dòng)力LIB領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。2016年我國(guó)新能源汽車銷量達(dá)50.7萬(wàn)輛、保有量超過(guò)100萬(wàn)輛,占全球市場(chǎng)保有量的50%,2020年1-11月新能源車銷量235萬(wàn)臺(tái),較2019年同期增27%。中華人民共和國(guó)工業(yè)和信息化部2019年12月出臺(tái)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》(征求意見稿)中指出,2021年起,國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)、大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域公共領(lǐng)域新增或更新用車全部使用新能源汽車。因此,未來(lái)新能源汽車的需求量會(huì)持續(xù)走高,從而持續(xù)提高動(dòng)力電池的生產(chǎn)需求。

新能源汽車.jpg

鋰離子電池的發(fā)展處于快速增長(zhǎng)期,電池報(bào)廢后如果不進(jìn)行妥善處理,不僅會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)保隱患,同時(shí)也存在安全隱患(熱失控或隔膜損壞,會(huì)引起爆炸),但廢舊鋰離子電池同時(shí)也蘊(yùn)藏著巨大的資源化商機(jī),因此,規(guī)范、科學(xué)處置廢舊鋰離子電池具有重要的環(huán)保意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。我國(guó)作為全球最大的鋰離子電池生產(chǎn)、消費(fèi)和出口國(guó), 在廢舊電池資源化方面擁有巨大的市場(chǎng)潛力。

 

動(dòng)力電池.jpg


鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和組成

LIB主要由正極、負(fù)極、隔膜和電解液、附件(外殼、極耳、絕緣片)等部件組成,如下圖所示。

鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和組成.jpg

以三元/石墨的LIB為例,電池中含有鋰、鈷、鎳、鐵、銅、鋁等多種有價(jià)金屬,氟、磷等對(duì)環(huán)境有危害的非金屬元素,PC和EC等有機(jī)液體,以及塑料等難降解物質(zhì)。這些物質(zhì)都會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,因此在回收過(guò)程中需進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)且系統(tǒng)的無(wú)害化處理。


廢舊鋰離子電池的危害

1、廢舊鋰離子電池電解液中含有毒性極強(qiáng)、易燃易爆、腐蝕性強(qiáng)的電解質(zhì)和有機(jī)溶劑。

2、電解質(zhì)主要包括能與水或與酸發(fā)生反應(yīng)的LiPF6,LiBF4,LiClO4,LiAsF6等物質(zhì),生產(chǎn)HF、PF5等有毒氣體或其他有毒物質(zhì),出現(xiàn)氟污染和砷污染。

3、廢舊鋰離子電池拆解會(huì)出現(xiàn)廢氣、廢液和廢渣等污染,可能造成生態(tài)環(huán)境隱患,甚至危及健康,不進(jìn)行回收和處理又將浪費(fèi)資源。

4、廢鋰離子電池在破碎分選、高溫?zé)峤忸A(yù)處理過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一系列的污染物,如電解液的分解、塑料薄膜熱解、破碎粉塵、廢渣等,這些污染物不僅對(duì)大氣、水體造成嚴(yán)重污染而且對(duì)設(shè)備有嚴(yán)重的腐蝕性。


廢舊鋰離子電池中的有價(jià)金屬

1、廢舊鋰離子電池中含有鈷,還含有鐵、鋁、銅等金屬,以及有機(jī)電解液(技術(shù)上有一定難度),其中電解液回收具有更高的價(jià)值。

2、廢舊鋰離子電池的外殼通常也是由鋁材或是塑料制成的,同樣具有高的回收價(jià)值。

3、廢舊的鎳氫動(dòng)力電池中,鎳的含量高達(dá)30~50%,鈷含量約為2~5%,稀土含量為5~10%,具有非常高的回收價(jià)值。


不同類型動(dòng)力電池中金屬含量各不相同,根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)各類電動(dòng)汽車占比以及單車動(dòng)力電池容量的預(yù)測(cè),預(yù)計(jì)到2023年,新增報(bào)廢的動(dòng)力電池將達(dá)到101Gwh,對(duì)應(yīng)可回收利用的金屬為:鎳11.9萬(wàn)噸、鈷2.3萬(wàn)噸、錳7.1萬(wàn)噸、鋰2萬(wàn)噸。

隨著電池技術(shù)的不斷發(fā)展及其在電動(dòng)車輛上的大規(guī)模應(yīng)用,未來(lái)會(huì)有更多鋰離子電池投入市場(chǎng),伴隨而來(lái)的退役或失效電池的數(shù)量也會(huì)快速增加,如何在控制成本的基礎(chǔ)上,達(dá)到國(guó)家的環(huán)保要求,最大程度上實(shí)現(xiàn)廢舊鋰離子電池的資源化可回收利用,是未來(lái)重要的研究方向。

湖南頂立科技股份有限公司結(jié)合多年深耕熱工裝備領(lǐng)域累積的經(jīng)驗(yàn),研制的廢舊鋰離子電池?zé)峤饣厥粘商籽b備,采用無(wú)氧裂解技術(shù)將電池中的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物進(jìn)行分離,有機(jī)物去除率可達(dá)99%以上,為廢舊鋰電池資源化回收提供更優(yōu)的解決方案。

退役鋰電材料清潔回收處理系統(tǒng).jpg

廢舊鋰離子電池?zé)峤饣厥粘商籽b備


技術(shù)特征

◆ 設(shè)備自動(dòng)化程度高

◆ 設(shè)備操作簡(jiǎn)單安全

◆ 有機(jī)物去除率極高

◆ 高值化產(chǎn)品質(zhì)量高

◆ 符合歐美排放標(biāo)準(zhǔn)

技術(shù)參數(shù).jpg

 


關(guān)鍵詞:鋰離子  資源化利用  廢舊鋰離子電池?zé)峤庠O(shè)備 無(wú)氧熱解

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