動力電池回收，哪種工藝更好？

中國汽車技術(shù)研究中心最新報告預(yù)測，到2020年，動力電池大約累計報廢32萬噸以上，甚至有一些電池同行估計報廢量會達(dá)到50萬噸。伴隨著動力電池報廢量的不斷增長，未來十年電池回收很可能達(dá)到百億美元的市場份額，這可以說是一塊很大的蛋糕。

有人把電池回收稱為新能源汽車行業(yè)的“最后一公里”。動力電池回收首先是安全問題，如果任由車主自私拆解電池，發(fā)生危險的概率很大，所以從安全角度來看動力電池必須回收。

從環(huán)保角度看來，鋰離子電池和鉛酸電池相比，確實(shí)沒有鉛的污染大，但是不等于沒有污染，比如磷、氟等材料帶來的污染。

還有很重要的一點(diǎn)，從資源角度來看，不回收動力電池，新能源汽車就會很難發(fā)展。以鈷資源為例，我國95%的鈷是進(jìn)口的，幾乎和沒有是一樣的。目前我國大約70%的石油都源于進(jìn)口，這已經(jīng)上升到資源戰(zhàn)略問題，如果95%的鈷依賴進(jìn)口，那豈不是資源更緊張，所以說動力電池一定要回收。

在電池回收方面，首先是梯級利用，既節(jié)約資源，同時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)使它具有更大的價值體現(xiàn)，所以說梯級利用是非常值得考慮的。

目前梯級利用有什么重要問題呢？如果很規(guī)范的去挑選、重組電池，那它的成本是相當(dāng)高的。而且很多車輛在設(shè)計時都唯恐接觸不良，故電池包采用焊接方式，把它拆下來梯級利用，可以說難度很高、成本也很高。

另外一個很重要的應(yīng)用就是鐵塔、儲能，這個領(lǐng)域動力電池可以發(fā)揮很大的作用，這方面行業(yè)人士也都了解比較多。其他方面，比如說家庭小儲能、電動自行車等形式的梯級利用，十分值得關(guān)注。

材料回收也需要介紹一下，鐵鋰電池和三元鋰電池里面的成份可能略不一樣，但是也差不太多。這些成份從理論上來說都希望把它回收回來，并且希望在回收過程中盡量的減少和控制污染，這是非常值得研究的。

在國外電池回收方面，美國的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，沒有安全問題也沒有電池放電的問題，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。

動力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，盡管如此仍會有一些不容物難以回收。

國內(nèi)的濕法冶金工藝也是萃取、分離、沉淀，目前國內(nèi)主要的方式都是濕法冶金。這種工藝有一個很大的缺點(diǎn)，就是剛剛說的低溫冷凍，它的能耗比較高，畢竟要用到液氮，再把溫度升起來，一冷一熱，會產(chǎn)生大量的能耗。同時，它的主流工藝仍然是濕法冶金，對于磷酸鐵鋰這樣低價值的材料來說，這個經(jīng)濟(jì)賬還需仔細(xì)算一算。

另外，國外還有一種比較主流的火法冶金，美國的另一家公司Inmetco，就是以火法冶金為主要路線的公司。它有一個很重要的特點(diǎn)是，把電池經(jīng)過分類，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燒掉，比如石墨、碳黑、隔膜電解液等這些全部會被燒掉。在燒掉的過程中進(jìn)行適當(dāng)控制可以讓金屬氧化物還原成金屬合金，同時像銅、鋁這樣活潑一些的金屬，會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，但是它有一個有很重要的優(yōu)勢，這個工藝“胃口”很好，隨便什么電池都可以放進(jìn)去。

我們中南大學(xué)的回收工藝以物理法為主，它有幾個主要的環(huán)節(jié)，第一個稱為精確的拆解，接著進(jìn)行材料的修復(fù)，我們這個材料的修復(fù)跟前面濕法冶金相比，別人是把它溶解掉，我們是把這個材料重新合成，直接合成電池能用的材料，當(dāng)然這也會有很多細(xì)節(jié)問題。

在中南大學(xué)有一些電性能和霧化性能的對比研究，包括低溫性能和倍率性能，這都是把修復(fù)的材料跟買來的材料進(jìn)行對比，修復(fù)的材料循環(huán)性能做到1700次。同時我們也對比了很多雜質(zhì)，用物理法肯定會有少量的雜質(zhì)存在，這些雜質(zhì)在可控的范圍內(nèi)其實(shí)影響不大。

總的來說，采用物理法回收工藝的材料性能還是很接近新買來的材料。這個技術(shù)以物理法為主，沒有污染，工藝流程比較短，我們預(yù)測凈利率大概會達(dá)到20%，希望我們的回收工藝在日后能得到一定推廣。

（本文根據(jù)李薦在2018中國電動汽車百人會論壇上的演講速記整理，未經(jīng)本人確認(rèn)。）