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廢舊鋰離子電池使用現(xiàn)狀及資源化利用

發(fā)布時間:2021-01-15發(fā)布人:瀏覽:
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鋰離子電池(LIB)具有能量密度高、循環(huán)壽命長、無記憶效應等優(yōu)點,自1991年商業(yè)化以來,越來越受到消費電子產(chǎn)品的歡迎。目前我國是全球最大的LIB生產(chǎn)、消費和出口國,2014年我國生產(chǎn)的消費類鋰離子電池已達到了23.8GWh。同時自2015年起,在國家一系列的政策支持和經(jīng)濟補貼下,新能源汽車異軍突起,對LIB的需求量迅猛增加,同時也促成了動力LIB領域的蓬勃發(fā)展。2016年我國新能源汽車銷量達50.7萬輛、保有量超過100萬輛,占全球市場保有量的50%,2020年1-11月新能源車銷量235萬臺,較2019年同期增27%。中華人民共和國工業(yè)和信息化部2019年12月出臺的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》(征求意見稿)中指出,2021年起,國家生態(tài)文明試驗區(qū)、大氣污染防治重點區(qū)域公共領域新增或更新用車全部使用新能源汽車。因此,未來新能源汽車的需求量會持續(xù)走高,從而持續(xù)提高動力電池的生產(chǎn)需求。

新能源汽車.jpg

鋰離子電池的發(fā)展處于快速增長期,電池報廢后如果不進行妥善處理,不僅會帶來嚴重的環(huán)保隱患,同時也存在安全隱患(熱失控或隔膜損壞,會引起爆炸),但廢舊鋰離子電池同時也蘊藏著巨大的資源化商機,因此,規(guī)范、科學處置廢舊鋰離子電池具有重要的環(huán)保意義和經(jīng)濟價值。我國作為全球最大的鋰離子電池生產(chǎn)、消費和出口國, 在廢舊電池資源化方面擁有巨大的市場潛力。

 

動力電池.jpg


鋰離子電池的結構和組成

LIB主要由正極、負極、隔膜和電解液、附件(外殼、極耳、絕緣片)等部件組成,如下圖所示。

鋰離子電池的結構和組成.jpg

以三元/石墨的LIB為例,電池中含有鋰、鈷、鎳、鐵、銅、鋁等多種有價金屬,氟、磷等對環(huán)境有危害的非金屬元素,PC和EC等有機液體,以及塑料等難降解物質(zhì)。這些物質(zhì)都會對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的影響,因此在回收過程中需進行嚴謹且系統(tǒng)的無害化處理。


廢舊鋰離子電池的危害

1、廢舊鋰離子電池電解液中含有毒性極強、易燃易爆、腐蝕性強的電解質(zhì)和有機溶劑。

2、電解質(zhì)主要包括能與水或與酸發(fā)生反應的LiPF6,LiBF4,LiClO4,LiAsF6等物質(zhì),生產(chǎn)HF、PF5等有毒氣體或其他有毒物質(zhì),出現(xiàn)氟污染和砷污染。

3、廢舊鋰離子電池拆解會出現(xiàn)廢氣、廢液和廢渣等污染,可能造成生態(tài)環(huán)境隱患,甚至危及健康,不進行回收和處理又將浪費資源。

4、廢鋰離子電池在破碎分選、高溫熱解預處理過程中會出現(xiàn)一系列的污染物,如電解液的分解、塑料薄膜熱解、破碎粉塵、廢渣等,這些污染物不僅對大氣、水體造成嚴重污染而且對設備有嚴重的腐蝕性。


廢舊鋰離子電池中的有價金屬

1、廢舊鋰離子電池中含有鈷,還含有鐵、鋁、銅等金屬,以及有機電解液(技術上有一定難度),其中電解液回收具有更高的價值。

2、廢舊鋰離子電池的外殼通常也是由鋁材或是塑料制成的,同樣具有高的回收價值。

3、廢舊的鎳氫動力電池中,鎳的含量高達30~50%,鈷含量約為2~5%,稀土含量為5~10%,具有非常高的回收價值。


不同類型動力電池中金屬含量各不相同,根據(jù)權威機構對各類電動汽車占比以及單車動力電池容量的預測,預計到2023年,新增報廢的動力電池將達到101Gwh,對應可回收利用的金屬為:鎳11.9萬噸、鈷2.3萬噸、錳7.1萬噸、鋰2萬噸。

隨著電池技術的不斷發(fā)展及其在電動車輛上的大規(guī)模應用,未來會有更多鋰離子電池投入市場,伴隨而來的退役或失效電池的數(shù)量也會快速增加,如何在控制成本的基礎上,達到國家的環(huán)保要求,最大程度上實現(xiàn)廢舊鋰離子電池的資源化可回收利用,是未來重要的研究方向。

湖南頂立科技股份有限公司結合多年深耕熱工裝備領域累積的經(jīng)驗,研制的廢舊鋰離子電池熱解回收成套裝備,采用無氧裂解技術將電池中的有機物和無機物進行分離,有機物去除率可達99%以上,為廢舊鋰電池資源化回收提供更優(yōu)的解決方案。

退役鋰電材料清潔回收處理系統(tǒng).jpg

廢舊鋰離子電池熱解回收成套裝備


技術特征

◆ 設備自動化程度高

◆ 設備操作簡單安全

◆ 有機物去除率極高

◆ 高值化產(chǎn)品質(zhì)量高

◆ 符合歐美排放標準

技術參數(shù).jpg

 


關鍵詞:鋰離子  資源化利用  廢舊鋰離子電池熱解設備 無氧熱解

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