废旧电池回收

背景介绍

       在现代社会中,电池已成为我们日常生活不可分割的一部分,从工业领域、电动汽车到智能手表、笔记本电脑、玩具,电池的应用范围越来越广。由于电池的低维护性、通用性、低成本等特点,全球电池消费的增长预计将持续。近十年来,锂离子电池是当今便携式设备的主要电源,其应用目标正从小型信息技术移动设备转向大型电动汽车和能源存储系统。中国已成为世界上最大的锂电池生产、消费和出口国。截至2017 年底,中国新能源汽车保有量已经超过170 万辆。新能源汽车的核心是动力电池,按照不同的使用场景,电池的寿命在3~5 a,因此,未来将有大量动力电池报废。2019 年中国动力电池产量预估为100.2GWh,而回收量约14.1 GWh,对应生产60万t,回收8.31万t。未回收的电池最终会流入废物流,产生大量的废旧电池。废电池外壳的磨损和腐蚀会导致电池内具有腐蚀性的电解质以及重金属等物质泄漏,它们的毒性、丰富性和持久性以及重金属的富集作用会对生态环境和人体造成极大的危害。

电池1
spent battery2

电池回收技术

       动力电池回收方式有两种:即梯次利用和拆解回收,磷酸铁锂适合先梯次利用再拆解回收,三元电池适合直接拆解回收。在1C 倍率下正常放电时,磷酸铁锂电池的容量衰减速度远远小于三元电池,当电池容量衰减到80%后,从汽车上退役下来的磷酸铁锂电池仍有较多循环次数,因此具备较高梯次利用价值。而三元电池的原材料中含有高价值的金属元素,其拆解回收价值远远高于磷酸铁锂电池。

 

       梯级利用是动力电池回收的主流方向,但目前技术掣肘,尚以试点项目为主。

 

       梯次利用由于其存在20%~80%能够用作其他领域的可用容量,所以相较于直接拆解经济效益更大,是未来电池回收利用的主流方向。但目前梯次利用存在流程较长、关键技术待突破、技术规范不足、行业标准缺失、安全性及稳定性难以保障等问题,导致经济价值尚未体现。

电池回收工艺

物理回收技术:

       将废旧动力电池内部成分如电极活性物质、集流体和电池外壳等组分经过破碎、过筛、磁选分离、精细粉碎和分类等一系列手段得到有价值产物然后再进行下一步回收的过程。核心工艺为粉碎筛选后进行材料修复是比较纯粹的物理过程。

湿法回收技术:

       将废旧电池拆解预处理后溶于酸碱溶液中萃取出部分有价值金属元素再经过离子交换法和电沉积等手段提取出剩余有价值金属。湿法核心工艺是对电极粉加入化学试剂浸出和提取。

火法回收技术:

       剥去电池外壳将电池内芯与焦炭、石灰石混合经还原焙烧得到金属锂、钴、镍、铝等组合成碳合金;电解质中的氟、磷等被固化在炉渣中可用于建筑材料或混凝土的添加剂。然后进行深加工处理,整个过程在高温下完成。火法核心工艺是高温热解从而得到金属氧化物。

电池2
电池3

废旧电池解决对策

       针对电池料中锰的去除,与原有电解二氧化锰工艺相结合,通过电解产生氧自由基及氧气,氧化二价锰,生成二氧化锰。此种方法虽比以往能耗高,但其效率高,其产生的电解二氧化锰也可作为一种高附加值的产品销售,与之前纯度较低的产品相比仍有不少优势。

 

       对于含有机物造成COD 值较高的废水,采用兰炭吸附与芬顿氧化的方法进行去除废水中有机物。减少复杂的污水处理流程,在不使用生物池的条件下,能大量、高效地处理废水,使废水达到进入MVR 蒸发系统的标准。

 

       采用MVR 对进行有机物去除后的硫酸钠溶液进行蒸发,蒸发结晶出的硫酸钠经干燥装置干燥后得到无水硫酸钠产品盐,可进行销售产生经济价值。

寻求更多解决方案

相关资源

煤化工3

膜系统

生化处理系统

滚动至顶部