廢舊鋰電池回收可以根據(jù)報(bào)廢的的程度選擇不同的利用方法。報(bào)廢程度高的鋰電池包選擇回收拆解,收集可用材料再投入制作使用;報(bào)廢程度低的可選擇進(jìn)行梯次利用,將其在需求能量較低的領(lǐng)域投入使用,根據(jù)能量梯次進(jìn)行再利用。
目前,廢鋰電池資源化研究主要集中于價(jià)值高的正極貴重金屬鈷和鋰的回收,對(duì)負(fù)極材料的分離回收鮮見(jiàn)報(bào)道。為緩解經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展而引發(fā) 的日趨嚴(yán)重的資源短缺與環(huán)境污染問(wèn)題,對(duì)廢舊物資實(shí)現(xiàn)全組分回收利用已成為全球共識(shí)。
如今,鋰離子電池已經(jīng)廣泛應(yīng)用在從便攜式電子產(chǎn)品到電動(dòng)汽車等各種設(shè)備和場(chǎng)合中。而越來(lái)越多的能源廠商也將鋰離子電池應(yīng)用于儲(chǔ)能系統(tǒng),通常將其與可再生能源發(fā)電設(shè)施配套部署。
由于鋰離子電池的使用壽命是有限,大量的廢舊鋰離子電池也隨之產(chǎn)生。以中國(guó)為例,2020年我國(guó)廢棄的鋰電池將超過(guò)250億只,總重超過(guò)50萬(wàn)噸。三元材料電池為例,其正極含有大量貴金屬,其中鈷占5~20%,鎳占5~12%,錳占7~10%,鋰占2~5%和7%塑料,所含金屬大多是稀有金屬,應(yīng)該被合理的回收再利用。例如,鈷作為一種戰(zhàn)略資源,被廣泛運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域,除了鋰電池還有高溫合金等。可以推算,貴金屬的回收量是的。
手機(jī)電池回收經(jīng)過(guò)放電:在車間內(nèi)設(shè)立放電設(shè)施,將廢舊鋰電池中的電量釋放,并將放電后的電池?cái)偭雷匀桓稍铩?br />
拆解,通過(guò)人工和機(jī)器的結(jié)合方式將廢舊鋰電池拆解,將拆解后的外殼,鋁箔,銅極片等按材質(zhì)分離。
粉碎:將拆解后用于后續(xù)加工的含有金屬的電池材料進(jìn)行粉碎處理,粉碎設(shè)施帶有收塵裝置,對(duì)外界。
分離:將粉碎后的電池材料極片和黑粉進(jìn)行分離,將銅鋁箔金屬與黑粉分離,達(dá)到99.8%的純凈度。
廢舊鋰離子電池的資源化技術(shù),是將廢舊鋰離子電池中有價(jià)值的成分,依據(jù)其各自的物理、化學(xué)性質(zhì),將其分離。一般而言,整個(gè)回收工藝分為4個(gè)部分:(1)預(yù)處理部分;(2)電極材料修復(fù);(3)有價(jià)金屬的浸出;(4)化學(xué)純化。
在回收過(guò)程中,按照不同的提取工藝分類,可將鋰離子電池的回收技術(shù)分為3大類:(1)干法回收技術(shù);(2)濕法回收技術(shù);(3)生物回收技術(shù)。
干法回收主要包括機(jī)械分選法和高溫?zé)峤夥?或稱高溫冶金法)。干法回收工藝流程較短,回收的針對(duì)性不強(qiáng),是實(shí)現(xiàn)金屬分離回收的初步階段。主要是指不通過(guò)溶液等媒介,直接實(shí)現(xiàn)材料或有價(jià)金屬的回收方法,主要是通過(guò)物理分選法和高溫?zé)峤夥ǎ瑢?duì)電池破碎進(jìn)行粗篩分類,或高溫分解除去有機(jī)物以便于進(jìn)一步的元素回收。
濕法回收技術(shù)工藝比較復(fù)雜,但各有價(jià)金屬的回收率較高,是目前主要處理廢舊鎳氫電池和鋰離子電池的技術(shù)。濕法回收技術(shù)是以各種酸堿性溶液為轉(zhuǎn)移媒介,將金屬離子從電極材料中轉(zhuǎn)移到浸出液中,再通過(guò)離子交換、沉淀、吸附等手段,將金屬離子以鹽、氧化物等形式從溶液中提取出來(lái)。
生物回收技術(shù)具有成本低、污染小、可重復(fù)利用的特點(diǎn),是未來(lái)鋰離子電池回收技術(shù)發(fā)展的理想方向。生物回收技術(shù)主要是利用微生物浸出,將體系的有用組分轉(zhuǎn)化為可溶化合物并選擇性地溶解出來(lái),得到含有效金屬的溶液,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)組分與雜質(zhì)組分分離,終回收鋰等有價(jià)金屬。目前,關(guān)于生物回收技術(shù)的研究剛剛起步,之后將逐步解決菌種的培養(yǎng)、周期長(zhǎng)的問(wèn)題以及對(duì)于浸出條件的控制問(wèn)題。