廢舊動(dòng)力鋰電池回收利用技術(shù)的進(jìn)展初探

吳偉

摘 要：當(dāng)前我國愈來愈重視資源的回收利用，以此推進(jìn)環(huán)境的保護(hù)。本文從動(dòng)力鋰電池的分類和回收入手，對于國內(nèi)外動(dòng)力鋰電池發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行了簡單分析，經(jīng)過研究和對比各種回收工藝的特點(diǎn)，得到了聯(lián)合回收工藝是重要的發(fā)展方向的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：鋰動(dòng)力電池;回收利用;高溫冶金;濕法冶金

當(dāng)前，在我國新能源是非常重要的產(chǎn)業(yè)，而新能源的核心就是動(dòng)力電池。在動(dòng)力電池當(dāng)中，車用動(dòng)力鋰電池有非常多的優(yōu)點(diǎn)，如不含有毒的重金屬、能量密度較高等。因?yàn)檫@些優(yōu)勢，很多制造商很多都開始使用動(dòng)力鋰電池。動(dòng)力鋰電池的技術(shù)經(jīng)過了較長時(shí)間的發(fā)展，已經(jīng)有了非常高的成就。

一、我國鋰電池使用的現(xiàn)狀

我國因?yàn)榇髿馕廴緡?yán)重的問題，越來越重視環(huán)境的保護(hù)。為了解決大氣污染嚴(yán)重的問題，我國加強(qiáng)了對電動(dòng)車的重視，推進(jìn)了電動(dòng)車的普及，把車用動(dòng)力電池作為重要的發(fā)展項(xiàng)目之一。目前，我國鋰電池產(chǎn)業(yè)得到了非?？焖俚陌l(fā)展，主要是以車用動(dòng)力鋰電池為主，我國也已經(jīng)成為了世界最大的鋰電池生產(chǎn)基地。但是隨著鋰電池的生產(chǎn)量加大，回收方面也出現(xiàn)了一定的問題。如果沒有非常規(guī)范的電池回收制度和技術(shù)，廢舊的電池對環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一定的影響。所以從循環(huán)的經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)來說，做好廢舊動(dòng)力鋰電池的回收相關(guān)工作是非常重要的，對于整個(gè)產(chǎn)業(yè)來說有著非常大的影響。隨著當(dāng)前我國電動(dòng)車產(chǎn)能的不斷加大，如果沒有落實(shí)好回收方面的工作，會(huì)在很大程度上影響我國的新能源技術(shù)開發(fā)工作和新能源電動(dòng)車的發(fā)展。

二、動(dòng)力鋰電池的分類

在動(dòng)力鋰電池的分類當(dāng)中，可以根據(jù)不同的陽極材料進(jìn)行劃分。在當(dāng)前動(dòng)力鋰電池的正極材料產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，不同的企業(yè)使用著不同的材料體系。每一個(gè)企業(yè)都可以根據(jù)自己的實(shí)際情況和相關(guān)政策要求選擇適合的材料體系，做好鋰電池的生產(chǎn)工作。雖然在鋰電池屬于“綠色電池”，并沒有有害的重金屬元素存在，但是在鋰電池當(dāng)中，有些物質(zhì)對于生態(tài)環(huán)境會(huì)造成一定的影響，例如正負(fù)極材料等。所以隨著當(dāng)前鋰電池的產(chǎn)能加大，我們要重視對其的回收工作。避免出現(xiàn)回收電池污染環(huán)境的問題，落實(shí)好電池的回收工作，對電池當(dāng)中的銅，鎳等物質(zhì)進(jìn)行回收，以此來減少對環(huán)境的污染，堅(jiān)持落實(shí)相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)政策，提升經(jīng)濟(jì)效益。

三、廢舊動(dòng)力鋰電池回收利用流程和工藝

（一）動(dòng)力鋰電池的回收利用流程

現(xiàn)在很多發(fā)達(dá)國家對于新能源汽車的動(dòng)力電池回收工作已經(jīng)做得非常完善了，也建立了較為完整的體系。我國相較于一些發(fā)達(dá)國家來說，對于動(dòng)力電池的回收技術(shù)不是很高，相應(yīng)的政策制度也并不完善，整體處于初步的階段，回收能力較為低下。但是當(dāng)前有很多企業(yè)加強(qiáng)了國外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，并推進(jìn)了相應(yīng)制度的完善，對于回收技術(shù)有了非常大的進(jìn)步。

通常情況下，動(dòng)力鋰離子電池可以使用大概二十年，但是車用的動(dòng)力鋰電池，一旦容量衰減到百分之八十以下，就不能再使用，所以真正的使用的時(shí)間，一般都在三到九年左右。在對廢棄的鋰電池進(jìn)行回收之前，可以讓他們作為較低等級的動(dòng)力源，將廢棄的鋰電池進(jìn)行二次利用。同時(shí)還可以在電網(wǎng)儲能當(dāng)中應(yīng)用，更加充分的發(fā)揮鋰電池的作用，提升相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。

（二）廢舊動(dòng)力鋰電池的回收利用工藝

對于動(dòng)力的電池的回收工藝來說，基本上包括了對電池的拆解、粉碎等處理。做好了分離拆解的工作之后，電極材料的處理工作也要落實(shí)到位，包括電極材料的酸浸、除雜等等?；蛘咄ㄟ^高溫的形式直接焚燒拆解碎片回收的金屬。對于回收工藝的分類，可以根據(jù)原理來進(jìn)行。主要包括了化學(xué)和物理兩種回收方式，同時(shí)，在化學(xué)的回收方式當(dāng)中，有高溫冶金法和濕法冶金法兩種

1.高溫冶金法

簡單的來說，高溫冶金法主要采用的方式是高溫焙燒。經(jīng)過初步的機(jī)械破碎和高溫的焙燒，廢棄的鋰離子電池當(dāng)中的碳和一些有機(jī)物會(huì)被去除。同時(shí)，在燃燒過程中，會(huì)產(chǎn)生一些還原性氣氛，可以在一定程度上保護(hù)金屬元素，從而更好地篩分，得到所需要的物質(zhì)。

相對來說，高溫冶金法的程序和工藝都并不是特別復(fù)雜。一般情況下，適用于大規(guī)模的處理工作，可以利用這個(gè)方式處理種類較為繁雜的廢舊鋰電池，在焚燒過程中所需要的能耗，廢舊鋰電池中的材料就可以提供，這樣就能在很大程度上減少殘留體積。但是因?yàn)殡姵禺?dāng)中有很多較為復(fù)雜的成分，有些成分在燃燒時(shí)比較容易產(chǎn)生污染的物質(zhì)，就會(huì)對環(huán)境造成一定危害。

2.濕法冶金

濕法冶金主要是將廢棄的電池進(jìn)行破碎之后，再根據(jù)實(shí)際的情況選擇化學(xué)試劑，對破碎后的電池進(jìn)行溶解，將金屬元素分離出來。因?yàn)樵谶@種方法當(dāng)中，處理的設(shè)備成本較低，在中小規(guī)模的鋰電池回收當(dāng)中適用較廣。同時(shí)，為了更好地提高提取的效率，在破碎前，最好根據(jù)電池的材料構(gòu)成進(jìn)行劃分，將不同材料和組成物質(zhì)進(jìn)行分組，這樣能更方便地選擇適用的化學(xué)劑。在回收工作當(dāng)中，這項(xiàng)技術(shù)不僅僅可以單獨(dú)的使用，還可以根據(jù)實(shí)際的狀況與其他工藝一起使用。一般情況下，濕法冶金針對的主要是化學(xué)成分較為單一的廢舊電池。

3.物理拆解

利用物理拆解的方法來回收廢舊的鋰電池主要是指通過將電極活性物和外殼等進(jìn)行破碎、篩選和分離等得到所需要的物質(zhì)，然后再進(jìn)行下一步工序的過程。相較而言，物理拆解的效率不是很高，但是因?yàn)檎麄€(gè)過程沒有用到化學(xué)物品，較為環(huán)保，環(huán)境污染也相對較少一些。

（三）值得借鑒的優(yōu)化方法——聯(lián)合回收工藝

在對廢舊的動(dòng)力鋰電池進(jìn)行回收過程中，不管是使用物理的回收方法還是化學(xué)的回收方法，兩者都有適用的情況和各自的優(yōu)缺點(diǎn)。所以當(dāng)前結(jié)合這兩種方法，并進(jìn)一步優(yōu)化，得出了聯(lián)合回收工藝的技術(shù)，這項(xiàng)工藝發(fā)揮了各個(gè)工藝的優(yōu)勢，能夠在很大程度上回收可利用的資源，相應(yīng)地提升經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)束語

當(dāng)前我國新能源汽車得到了較為廣泛的使用和推廣，在一定程度上減少了溫室氣體的排放，對于保護(hù)大氣的環(huán)境提供了幫助。隨著廢舊鋰電池的數(shù)量，相關(guān)的回收技術(shù)研究也有了一定的進(jìn)展，整體朝著低成本、污染少的方向發(fā)展。其中聯(lián)合回收利用的工藝結(jié)合了很多工藝的優(yōu)勢，在當(dāng)前的研究領(lǐng)域當(dāng)中是重點(diǎn)研究的對象。盡管我國當(dāng)前動(dòng)力鋰電池的發(fā)展仍有非常多的缺陷，對于廢舊鋰電池的處理技術(shù)也有一定的問題，但是我們可以從較為發(fā)達(dá)的國家學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，從而探索出真正適合我國的廢舊電池回收思路。

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