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动力电池回收，哪种工艺更好？

时间:2018-08-04 22:41来源:新能源汽车报 作者:李荐
点击: 次

 
       据中国汽车技术研究中心报告预测，到2020年，动力电池大约累计报废32万吨以上，甚至有一些电池同行估计报废量会达到50万吨。伴随着动力电池报废量的不断增长，未来十年电池回收很可能达到百亿美元的市场份额，这可以说是一块很大的蛋糕。

       有人把电池回收称为新能源汽车行业的“最后一公里”。动力电池回收首先是安全问题，如果任由车主自私拆解电池，发生危险的概率很大，所以从安全角度来看动力电池必须回收。
 
       从环保角度看来，锂离子电池和铅酸电池相比，确实没有铅的污染大，但是不等于没有污染，比如磷、氟等材料带来的污染。
 
       还有很重要的一点，从资源角度来看，不回收动力电池，新能源汽车就会很难发展。以钴资源为例，我国95%的钴是进口的，几乎和没有是一样的。目前我国大约70%的石油都源于进口，这已经上升到资源战略问题，如果95%的钴依赖进口，那岂不是资源更紧张，所以说动力电池一定要回收。
 
       回收一：梯次利用
 
       在电池回收方面，首先是梯级利用，既节约资源，同时也可以让磷酸铁锂这样的电池进一步发挥余热，在回收环节使它具有更大的价值体现，所以说梯级利用是非常值得考虑的。
 
       目前梯级利用有什么重要问题呢？如果很规范的去挑选、重组电池，那它的成本是相当高的。而且很多车辆在设计时都唯恐接触不良，故电池包采用焊接方式，把它拆下来梯级利用，可以说难度很高、成本也很高。
 
       另外一个很重要的应用就是铁塔、储能，这个领域动力电池可以发挥很大的作用，这方面行业人士也都了解比较多。其他方面，比如说家庭小储能、电动自行车等形式的梯级利用，十分值得关注。
 
       回收二：低温冷冻粉碎
 
       材料回收也需要介绍一下，铁锂电池和三元锂电池里面的成份可能略不一样，但是也差不太多。这些成份从理论上来说都希望把它回收回来，并且希望在回收过程中尽量的减少和控制污染，这是非常值得研究的。
 
       在国外电池回收方面，美国的Toxco公司具有一定的代表性，他们有一项液氮冷冻技术叫低温冷冻粉碎，在零下100多度的情况下，电池的电解液全部凝固，没有安全问题也没有电池放电的问题，并且在这么低的温度下粘结剂也变得很脆、也很容易分离。
 
       动力电池低温冷冻粉碎以后，在施以湿法冶金，用酸和碱萃取，粉末的材料用酸溶解掉，然后萃取分解出钴盐、酸盐等附属物。当然，尽管如此仍会有一些不容物难以回收。
 
       回收三：火法冶金
 
       另外，国外还有一种比较主流的火法冶金，美国的另一家公司Inmetco，就是以火法冶金为主要路线的公司。它有一个很重要的特点是，把电池经过分类，初步拆解以后放到高温的电弧炉里面熔炼，我们将其统一称为高温熔炼，在冶金上我们叫它火法冶金。
 
       在上千度的高温情况下，电池里所有能燃烧的东西全部会烧掉，比如石墨、碳黑、隔膜电解液等这些全部会被烧掉。在烧掉的过程中进行适当控制可以让金属氧化物还原成金属合金，同时像铜、铝这样活泼一些的金属，会以氧化物落渣的形式漂浮在金属合金溶体的表面。
 
       火法冶金的缺点是能耗比较高，但是它有一个有很重要的优势，这个工艺“胃口”很好，随便什么电池都可以放进去。
 
       回收四：物理法回收工艺
 
       中南大学的回收工艺以物理法为主，它有几个主要的环节，第一个称为精确的拆解，接着进行材料的修复，我们这个材料的修复跟前面湿法冶金相比，别人是把它溶解掉，我们是把这个材料重新合成，直接合成电池能用的材料，当然这也会有很多细节问题。
 
       在中南大学有一些电性能和雾化性能的对比研究，包括低温性能和倍率性能，这都是把修复的材料跟买来的材料进行对比，修复的材料循环性能做到1700次。同时我们也对比了很多杂质，用物理法肯定会有少量的杂质存在，这些杂质在可控的范围内其实影响不大。
 
       总的来说，采用物理法回收工艺的材料性能还是很接近新买来的材料。这个技术以物理法为主，没有污染，工艺流程比较短，我们预测净利率大概会达到20%，希望我们的回收工艺在日后能得到一定推广。
 
     （本文根据李荐在2018中国电动汽车百人会论坛上的演讲速记整理，未经本人确认。）
 
(责任编辑：王杰)
文章标签： 动力电池 回收 工艺
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