隨著動力鋰電池退役期的到來,鋰電回收產(chǎn)業(yè)也有望逐漸發(fā)展起來。除了政策支持,鋰電回收的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益是另外兩大重要動力。一方面,鋰離子電池中含有的重金屬和其他有害物質(zhì),不僅會對環(huán)境質(zhì)量造成不利影響,還可能對人類的健康造成極大的威脅。另一方面,鋰電的回收有利于鋰、鈷、鋰等有價金屬的循環(huán)再利用,是規(guī)避電池原料短缺風險的有效手段,經(jīng)濟效益十分顯著。
鋰離子電池由正極、負極、隔膜、電解液、電池殼(蓋)組成。對于車用鋰離子電池而言,正極材料主要包括三元材料(含有鎳鈷錳三種元素)、磷酸鐵鋰材料、錳酸鋰材料等;負極材料主要以碳材料為主,包括人造石墨、天然石墨、硅碳合金和鈦酸鋰材料等;隔膜材料主要以聚烯烴類材料為主,包括聚乙烯和聚丙烯隔膜;電解液則主要包括碳酸脂類溶劑和六氟磷酸鋰電解質(zhì)鹽;封裝形式主要包括圓柱形、方形和軟包裝三種形式。
磷酸鐵鋰電池雖不含鎳鈷錳等有價技術(shù)元素,其1.1%的鋰元素含量高于我國開發(fā)利用的品位僅為0.8%~1.4%(Li2O)的原礦(對應到鋰含量僅0.4%~0.7%)。貴重金屬價格的上漲及礦產(chǎn)資源的稀缺使得廢舊鋰離子電池回收的價值凸顯,回收效率高,較直接開采礦石的生產(chǎn)方式更具有成本優(yōu)勢。
(1) 預處理:包括放電、拆解、分離分選等主要步驟,其中放電技術(shù)主要包括:短接放電、液氮低溫穿孔等,分離技術(shù)主要包括:機械分離、酸/ 堿溶、有機溶劑溶解、熱處理法等;
(2) 回收:包括浸出/ 富集和分離純化。浸出/ 富集分為干法回收、濕法回收;分離純化是指以化學溶劑萃取浸出方法將正極活性物質(zhì)中的金屬組分轉(zhuǎn)移至溶液中,通過萃取、沉淀、吸附、電解等對高附加值的金屬進行分離提純和回收;
(3) 再利用:分為直接修復再生和電極材料的合成兩種技術(shù)體系,其中電極材料合成方法主要包括:高溫固相合成法、溶膠凝膠法、水熱合成法和電沉積再生法等。

