鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:349次 | 2023年07月19日
動(dòng)力鋰電池回收 哪種工藝更好?
電池為何必須回收?
有人把電池回收稱為新能源汽車行業(yè)的"最后一公里"。動(dòng)力鋰電池回收首先是安全問(wèn)題,假如任由車主自私拆解電池,發(fā)生危險(xiǎn)的概率很大,所以從安全角度來(lái)看動(dòng)力鋰電池必須回收。
從環(huán)保角度看來(lái),鋰離子電池和鉛酸電池相比,確實(shí)沒(méi)有鉛的污染大,但是不等于沒(méi)有污染,比如磷、氟等材料帶來(lái)的污染。
還有很重要的一點(diǎn),從資源角度來(lái)看,不回收動(dòng)力鋰電池,新能源汽車就會(huì)很難發(fā)展。以鈷資源為例,我國(guó)95%的鈷是進(jìn)口的,幾乎和沒(méi)有是相同的。目前我國(guó)大約70%的石油都源于進(jìn)口,這已經(jīng)上升到資源戰(zhàn)略問(wèn)題,假如95%的鈷依賴進(jìn)口,那豈不是資源更緊張,所以說(shuō)動(dòng)力鋰電池一定要回收。
回收一:梯次利用
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在電池回收方面,首先是梯級(jí)利用,既節(jié)約資源,同時(shí)也可以讓磷酸鐵鋰這樣的電池進(jìn)一步發(fā)揮余熱,在回收環(huán)節(jié)使它具有更大的價(jià)值體現(xiàn),所以說(shuō)梯級(jí)利用是非常值得考慮的。
目前梯級(jí)利用有什么重要問(wèn)題呢?假如很規(guī)范的去選擇、重組電池,那它的成本是相當(dāng)高的。而且很多車輛在設(shè)計(jì)時(shí)都唯恐接觸不良,故電池包采用焊接方式,把它拆下來(lái)梯級(jí)利用,可以說(shuō)難度很高、成本也很高。
另外一個(gè)很重要的應(yīng)用就是鐵塔、儲(chǔ)能,這個(gè)領(lǐng)域動(dòng)力鋰電池可以發(fā)揮很大的用途,這方面行業(yè)人士也都了解比較多。其他方面,比如說(shuō)家庭小儲(chǔ)能、電動(dòng)自行車等形式的梯級(jí)利用,十分值得關(guān)注。
回收二:低溫冷凍粉碎
材料回收也要介紹一下,鐵鋰離子電池和三元鋰離子電池里面的成份可能略不相同,但是也差不太多。這些成份從理論上來(lái)說(shuō)都希望把它回收回來(lái),并且希望在回收過(guò)程中盡量的減少和控制污染,這是非常值得研究的。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
在國(guó)外電池回收方面,美國(guó)的Toxco公司具有一定的代表性,他們有一項(xiàng)液氮冷凍技術(shù)叫低溫冷凍粉碎,在零下100多度的情況下,電池的電解液全部凝固,沒(méi)有安全問(wèn)題也沒(méi)有電池放電的問(wèn)題,并且在這么低的溫度下粘結(jié)劑也變得很脆、也很容易分離。
動(dòng)力鋰電池低溫冷凍粉碎以后,在施以濕法冶金,用酸和堿萃取,粉末的材料用酸溶解掉,然后萃取分解出鈷鹽、酸鹽等附屬物。當(dāng)然,盡管如此仍會(huì)有一些不容物難以回收。
回收三:火法冶金
另外,國(guó)外還有一種比較主流的火法冶金,美國(guó)的另一家公司Inmetco,就是以火法冶金為重要路線的公司。它有一個(gè)很重要的特點(diǎn)是,把電池經(jīng)過(guò)分類,初步拆解以后放到高溫的電弧爐里面熔煉,我們將其統(tǒng)一稱為高溫熔煉,在冶金上我們叫它火法冶金。
在上千度的高溫情況下,電池里所有能燃燒的東西全部會(huì)燒掉,比如石墨、碳黑、隔膜電解液等這些全部會(huì)被燒掉。在燒掉的過(guò)程中進(jìn)行適當(dāng)控制可以讓金屬氧化物還原成金屬合金,同時(shí)像銅、鋁這樣活潑一些的金屬,會(huì)以氧化物落渣的形式漂浮在金屬合金溶體的表面。
火法冶金的缺點(diǎn)是能耗比較高,但是它有一個(gè)有很重要的優(yōu)勢(shì),這個(gè)工藝"胃口"很好,隨便什么電池都可以放進(jìn)去。
回收四:物理法回收工藝
我們中南大學(xué)的回收工藝以物理法為主,它有幾個(gè)重要的環(huán)節(jié),第一個(gè)稱為精確的拆解,接著進(jìn)行材料的修復(fù),我們這個(gè)材料的修復(fù)跟前面濕法冶金相比,別人是把它溶解掉,我們是把這個(gè)材料重新合成,直接合成電池能用的材料,當(dāng)然這也會(huì)有很多細(xì)節(jié)問(wèn)題。
在中南大學(xué)有一些電性能和霧化性能的比較研究,包括低溫性能和倍率性能,這都是把修復(fù)的材料跟買來(lái)的材料進(jìn)行比較,修復(fù)的材料循環(huán)性能做到1700次。同時(shí)我們也比較了很多雜質(zhì),用物理法肯定會(huì)有少量的雜質(zhì)存在,這些雜質(zhì)在可控的范圍內(nèi)其實(shí)影響不大。
總的來(lái)說(shuō),采用物理法回收工藝的材料性能還是很接近新買來(lái)的材料。這個(gè)技術(shù)以物理法為主,沒(méi)有污染,工藝流程比較短,我們預(yù)測(cè)凈利率大概會(huì)達(dá)到20%,希望我們的回收工藝在日后能得到一定推廣。