隨著新能源電動汽車行業(yè)的飛速發(fā)展，全球?qū)?a href="/keywords/lidianchi/" class = "seo-anchor" data-anchorid=120 target="_blank">鋰電池的需求呈現(xiàn)大幅度上升。據(jù)預(yù)測，到2030年,全球退役鋰電池將達(dá)到1100萬噸以上，我國的退役鋰電池?cái)?shù)量也將達(dá)到每年萬噸甚至十萬噸量級。

鋰電池的正極材料中含有鋰、鈷等貴金屬，這些稀缺資源必須倍加珍惜，循環(huán)利用，我國科學(xué)院院士費(fèi)維揚(yáng)曾對《高科技和產(chǎn)業(yè)化》記者指出，而且，只生產(chǎn)不回收，既不符合可持續(xù)發(fā)展的規(guī)律，還會進(jìn)一步對自然環(huán)境出現(xiàn)威脅。我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)先進(jìn)動力鋰電池的回收技術(shù)研發(fā)，讓退役鋰電池好來好去。

和此同時(shí)，隨著我國動力鋰電池回收門檻的逐漸提高，產(chǎn)業(yè)鏈融合將是未來發(fā)展趨勢。但目前該行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈仍然缺乏具體有效、可囊括所有環(huán)節(jié)的一攬子解決方法，產(chǎn)業(yè)鏈壁壘林立，難以實(shí)現(xiàn)資源高值化。電池聯(lián)盟高級顧問、綜合部主任楊清雨也對記者表示為，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈包括所有電池應(yīng)用端、回收渠道、網(wǎng)絡(luò)、梯次利用、預(yù)處理、材料再利用等多個(gè)環(huán)節(jié)，在這個(gè)過程中不可防止地會出現(xiàn)技術(shù)壁壘、數(shù)據(jù)壁壘以及物流壁壘，亟待加強(qiáng)上下游合作。

深圳清華大學(xué)研究院新能源和環(huán)保技術(shù)研究所所長、教授陳建軍在第二屆我國高科技產(chǎn)業(yè)化高峰會議上，就上述廢舊鋰電池的綠色回收和資源高值化問題接受本刊采訪，并介紹了技術(shù)團(tuán)隊(duì)最新突破性進(jìn)展。

一面是潛伏危險(xiǎn)火山一面是城市礦山

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

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%

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目前市面上的動力鋰電池重要分為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。磷酸鐵鋰固有特性是一致性差，存在著低電壓、低容量、低壓實(shí)等三低缺陷，且容易自放電，已逐漸被三元鋰電池所部分取代；動力三元鋰電池是目前主流的電動汽車電池，其能量密度高，但同時(shí)危險(xiǎn)性也高。三元也好鐵鋰也好，都有危險(xiǎn)，全國各地也發(fā)生過多起因燃燒或撞擊而爆炸的事件。廢舊電池回收破碎處理過程中，廢舊電電池相同會起火燃燒爆炸。陳建軍說，廢舊動力鋰電池是城市快速發(fā)展的產(chǎn)物，假如能做到安全破碎，回收過程做到綠色規(guī)范處理，就不會給環(huán)境造成新的壓力，而且有價(jià)組分的品位和價(jià)值會非常高，因此我們把它叫做城市礦山，所以非常有必要做好綠色回收和資源高值化利用。

鋰電回收市場空間巨大。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)預(yù)測，預(yù)計(jì)到2023年，動力鋰電池回收退役規(guī)模將達(dá)到48GWh，年復(fù)合上升率為57%。陳建軍認(rèn)為：只要處理得當(dāng)，沒有垃圾和廢物排放，可完全實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)。

數(shù)據(jù)顯示，2016年前新能源汽車電池重要以磷酸鐵鋰電池為主，從2014年開始動力三元鋰電池逐漸占主流，回收占比也開始新增。目前，國內(nèi)動力磷酸鐵鋰電池回收公司正重點(diǎn)關(guān)注濕法冶煉技術(shù)，重視提高能源鋰金屬的回收率，廢舊磷酸鐵鋰電池回收碳酸鋰可通過酸溶氧化正極材料，再通過碳酸鹽沉淀的方式制備，可將原有不足60%的鋰回收率提高到92%以上，其它成分重要采用堆放方式棄之尾庫存放，迄今為止，國內(nèi)外現(xiàn)在尚無公司實(shí)現(xiàn)真正的全組分回收利用。三元鋰電池回收重要采用強(qiáng)酸浸取其能源金屬鎳、鈷有價(jià)金屬，再通過萃取方式回收制備硫酸鎳鈷鹽或鎳、鈷氫氧化物，采用碳酸鹽沉淀鋰，鋰金屬回收率80%左右。

有業(yè)內(nèi)人士指出，動力三元鋰電池回收產(chǎn)業(yè)鏈向下延伸將獲得更多收益。數(shù)據(jù)顯示，通過回收材料內(nèi)部成本結(jié)構(gòu)法分析發(fā)現(xiàn)，前驅(qū)體和正極材料生產(chǎn)中原材料成本占比達(dá)80%以上。假如產(chǎn)業(yè)縱向延伸將帶動毛利率提升，三元電池回收向產(chǎn)業(yè)鏈下游延伸則可將毛利率從10%~20%提高到30%~40%，使公司獲得更多收益。

綠色回收工藝解決傳統(tǒng)回收工藝痛點(diǎn)

無人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

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：勘探測繪、無人設(shè)備

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目前市場上常見的廢舊鋰電池回收方法重要有三種：一是火法冶金，不管什么電池、什么型號，都可以丟進(jìn)爐子里熔融焙燒。金屬外殼鋼、銅、鋁全部融在一塊，有機(jī)電解液和石墨都會燃燒?；鸱ㄒ睙挼膬?yōu)點(diǎn)是什么電池都可以，兼容性強(qiáng)；缺點(diǎn)是能耗較高、尾氣污染大、金屬分離難度大。二是直接回收，這個(gè)處理過程相對簡單，污染少，但對風(fēng)險(xiǎn)程度要求非常高，產(chǎn)品的均一性較低，品質(zhì)很難把控制。三是濕法冶金，把鎳、鈷、錳全部用酸溶解，最后把鎳、鈷等成分萃取出來，做成硫酸鎳鈷等，又能回收成為電池材料或化工原料。濕法冶金要有較大場地，且出現(xiàn)的廢水量相當(dāng)大，環(huán)保壓力很大，治理成本費(fèi)用高。陳建軍介紹道。

為解決傳統(tǒng)電池回收工藝痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)鋰電池安全化、無害化處理，深圳清華大學(xué)研究院新能源和環(huán)保技術(shù)所研發(fā)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一項(xiàng)綠色回收工藝。和傳統(tǒng)回收工藝相比，其一方面流程短、成本低，重要是創(chuàng)新了除雜工藝，提高了除雜效率，優(yōu)選堿浸、酸浸工藝大幅降低了酸堿用量，另一方面三廢少、更環(huán)保，廢氣少、易處理；廢固少，石墨負(fù)極廢料、鋁、銅、鋼殼等殘?jiān)紝?shí)現(xiàn)綠色回收；幾乎不排放廢水。陳建軍解釋道，我們對失效電池先進(jìn)行安全放電，再實(shí)行物理安全破碎。破碎后經(jīng)過磁選、重選等多項(xiàng)分離工藝，譬如破碎后可從中分離出鋼殼、銅箔、鋁箔、隔膜以及黑粉（正負(fù)極混在一起的黑色粉末），這個(gè)技術(shù)已經(jīng)很成熟，分離得很干凈。據(jù)介紹，這項(xiàng)綠色回收工藝回收的動力磷酸鐵鋰電池，可實(shí)現(xiàn)毛利率100%以上，三元鋰電池回收可實(shí)現(xiàn)毛利率78%以上，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，廢物變?yōu)榱私鹕姐y山。比如其中的鋰100%回收直接變?yōu)榱烁咂焚|(zhì)納米磷酸鐵鋰正極材料，水幾乎可以100%回用。無廢酸排放，這是這項(xiàng)工藝最大的特點(diǎn)，經(jīng)國內(nèi)外科技情報(bào)文獻(xiàn)檢索，屬于國內(nèi)外首創(chuàng)。陳建軍進(jìn)一步補(bǔ)充道。

據(jù)了解，該團(tuán)隊(duì)目前近30人，一直從事新能源、新材料、綠色環(huán)保等技術(shù)研發(fā)，在電池綠色合成、綠色回收、循環(huán)利用、資源高值化等方面積累了一系列相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品，和公司展開了多個(gè)合作項(xiàng)目，共同開發(fā)綠色新產(chǎn)品、綠色新工藝。目前，技術(shù)團(tuán)隊(duì)組已完成了22項(xiàng)綠色回收工藝等相關(guān)國家、行業(yè)以及團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的制訂和編寫，申請了20多項(xiàng)國家發(fā)明專利。

上下游共同持股打造閉環(huán)盈利模式

我國動力鋰電池回收產(chǎn)業(yè)鏈包括所有的電池應(yīng)用端、回收渠道、網(wǎng)絡(luò)、梯次利用、預(yù)處理、材料再利用等多個(gè)環(huán)節(jié)，技術(shù)、數(shù)據(jù)、物流等壁壘重重，整個(gè)電池回收行業(yè)亟需加強(qiáng)上下游合作；和此同時(shí)，磷酸鐵鋰電池回收成本受材料價(jià)格波動影響較大，其回收成本中原材料成本約占26%。業(yè)界普遍認(rèn)為，廢舊磷酸鐵鋰電池的回收成本高于其回收收益，三元材料則有較大盈利空間，提高鋰金屬回收率將能提高回收收入。

據(jù)電池聯(lián)盟公布的《動力鋰電池回收行業(yè)報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，從成本結(jié)構(gòu)上分析，原材料成本占全部生產(chǎn)成本的80.52%，是成本的重要影響因素；改善回收技術(shù)及工藝提高鋰金屬回收率可提高毛利率，未來若三元電池的鋰金屬回收率提高至90%，回收毛利率將提高至24%。該報(bào)告還對鋰電池的梯次利用和回收進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性測算。儲能梯次利用盈利則受循環(huán)次數(shù)及峰谷差價(jià)等因素影響，從梯次利用電池循環(huán)壽命因素來看，當(dāng)循環(huán)壽命大于2000次時(shí)，儲能系統(tǒng)能夠回收成本；從峰谷差價(jià)因素來看，當(dāng)差價(jià)在0.7元/kWh以上時(shí)，顯著縮短回報(bào)周期。

關(guān)于磷酸鐵鋰電池，我們的辦法是不單獨(dú)提取，單獨(dú)提取出來肯定不賺錢。我們直接把其中的鋰做成產(chǎn)品，讓鋰沒有損耗，形成綜合回收；關(guān)于三元鋰電池，我們用簡單的兩三步變出正極材料、三元材料、氫氧化鋁，工藝非常短，基本沒有排放，陳建軍介紹，目前正極材料的報(bào)廢量大概是20.3千瓦時(shí)，市場空間今年是66個(gè)億，明年大概會到200多億，到2024年2025年大概有800多億至1000個(gè)億的市場，市場空間非常大。據(jù)了解，前期該綠色回收工藝已分離出多種產(chǎn)品，市場廣闊；再生三元前驅(qū)體和磷酸鐵鋰附加值高，實(shí)現(xiàn)了資源高值化。

鋰電池回收上下游密不可分。電池來源于電池生產(chǎn)公司，電池生產(chǎn)公司的材料來源于材料生產(chǎn)公司。我們在回收這個(gè)環(huán)節(jié)，處理得好的產(chǎn)品可以回到電池生產(chǎn)公司去，也就是回到材料生產(chǎn)公司，如此可實(shí)現(xiàn)形成一個(gè)閉環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。陳建軍進(jìn)一步介紹道，同時(shí)，我們正在著力打造一個(gè)上下游共同持股經(jīng)營模式。目前上游公司，具有國家工信部和商務(wù)部頒發(fā)整車拆解資質(zhì)，也是國家發(fā)改委認(rèn)定的電池回收循環(huán)經(jīng)濟(jì)利用唯一示范基地；下游公司則是目前全球石墨負(fù)極最大供應(yīng)商和我國排名前二的磷酸鐵鋰電池正極材料供應(yīng)商。我們的目的是打造一個(gè)上下游共同持股的閉環(huán)盈利模式。

據(jù)了解，該技術(shù)團(tuán)隊(duì)組獲得了2019年深圳寶安創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽新能源節(jié)能環(huán)保行業(yè)一等獎(jiǎng)，2019年我國深圳創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽新能源節(jié)能環(huán)保行業(yè)一等獎(jiǎng)，預(yù)期5年內(nèi)，完成投資5億元，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值30億元以上。該技術(shù)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)獲得授權(quán)批準(zhǔn)，建立了廣東省鋰電池電極活性材料工程研究中心、廣東省能源轉(zhuǎn)化和儲存工程研究中心等創(chuàng)新平臺，獲得了具有對外檢測第三方認(rèn)可，國際互認(rèn)的國家實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可的CNAS實(shí)驗(yàn)室。正如陳建軍所言，廢舊鋰電池綠色回收和資源高值化問題既有風(fēng)險(xiǎn)，也是機(jī)遇，肩負(fù)歷史使命和社會責(zé)任，把潛伏的火山廢山變?yōu)槌鞘械V山金山。