廢舊鋰離子電池的大批量_香港鋰電池回收拆解_的出現(xiàn)，實際上在國內(nèi)很快形成了梯次利用市場
2020/4/19 16:54:43 點擊：742
廢舊鋰電池的梯次利用
2017年初開始一些小型企業(yè)將動力電池包拆解得到電池單體進(jìn)行批發(fā)，作為移動光源如手電筒、五金工具及低速電動車的電源使用。2017年開始至少有10家以上的小型企業(yè)進(jìn)行該經(jīng)營活動。早期確定的廢舊動力電池梯次利用方向，作為儲能系統(tǒng)實現(xiàn)廢舊動力電池梯次利用，還沒有得到實質(zhì)性的推廣。
1.國內(nèi)梯次利用進(jìn)展
早期我國廢舊動力電池的梯次利用以儲能系統(tǒng)作為主要發(fā)展戰(zhàn)略，中國電科院、國網(wǎng)北京市電力公司、北京交通大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、北京普萊德新能源電池科技有限公司等單位相繼進(jìn)行了動力電池梯次利用示范工程。國內(nèi)幾個典型的動力電池梯次利用示范工程見表1。但這些示范工程以后，多數(shù)沒有進(jìn)行商業(yè)性運營。
2.國外梯次利用進(jìn)展
國外的梯次利用主要也以儲能為主，日產(chǎn)汽車和住友集團(tuán)合資的4R Energy公司，將日產(chǎn)leaf氣車的二手電池用于家庭和商業(yè)儲能設(shè)備；夏普公司開發(fā)了智能功率調(diào)節(jié)器，以使車載動力電池可以用于家庭電源管理；同時美國 Ener Del 公司和日本伊藤忠商社合作，在新建公寓中推廣梯次利用電池。美國Tesla Energy、通用公司及ABB集團(tuán)，德國BOSCH、BMW等公司也開展了梯次利用的實踐。
3.梯次利用市場
我國自2011年以來，動力鋰電池的市場規(guī)模也越來越大，2009-2016年我國累計生產(chǎn)新能源車達(dá)到近100萬輛，實際上2016年底我國新能源汽車動力電池累計報廢量約為2萬～4萬t，據(jù)估算2018年我國電池報廢量將17.5萬t，廢舊動力鋰電池回收價值將50億元以上，2020年回收市場價值將達(dá)到100億元人民幣。
同時移動光源、五金工具及低速電動車的電源方面對于退役鋰離子電池有著巨大的市場需求，估計在近幾年廢舊鋰離子電池的梯次利用在這些領(lǐng)域有著巨大的市場前景。
4.廢舊鋰電池回收的拆解
鋰電池的使用具有一定的生命周期，使用一定時間需要報廢，即使進(jìn)行梯次利用，最終也要報廢。鋰電池由殼體，正極（鋁基片），負(fù)極（石墨與銅基片），電解液，隔膜等組成。如不進(jìn)行拆解及分選，無法回收廢舊電池中的有價材料及成分，即使進(jìn)行分離，也無經(jīng)濟(jì)意義。因此回收企業(yè)應(yīng)著力開展廢舊鋰電池的拆解的技術(shù)開發(fā)。
對于大容量三元材料電池處于安全考慮，還沒有進(jìn)行規(guī)模化拆解回收實踐，而對于電池單體容量小、質(zhì)量輕和體積小的電池進(jìn)行大規(guī)模回收處理（如常規(guī)的18650鋰離子電池）。目前已經(jīng)有成熟的拆解技術(shù)，主要采用破碎分選的方法進(jìn)行拆解，其工藝流程依次為放電、高溫?zé)峤狻C(jī)械破碎、粒徑分選、密度分選等見圖1。
關(guān)于破碎分選工藝，河南一些小型機(jī)加工廠開發(fā)了500kg/h～1t/h的拆解系統(tǒng)（圖2），廢舊鋰電池有價組分回收利用率達(dá)90%以上，正對形狀的廢舊鋰電池提出了不同的拆解分選流程。2017年4月報道中航鋰電(洛陽)有限公司建立了全自動化鋰動力電池拆解回收示范線。該示范線可對鋰動力電池中銅鋁金屬回收率高達(dá)98%，正極材料回收率超過90%。這項技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，并獲得2016年河南省重大專項600萬元專項資金支持。
磷酸鐵鋰（LiFePO4）動力電池安全性好，但規(guī)格不一、形狀各異，可以進(jìn)行規(guī)模化拆解。一些小規(guī)模的回收廠家主要先拆分電芯得到正、負(fù)極片，再破碎分選，回收銅、鋁及電池材料，工藝流程見圖3。
隨著LiFePO4電池的大規(guī)模使用及逐漸退役，規(guī)模化及全自動化拆解LiFePO4動力電池仍存在4大難題：自動化拆殼技術(shù)、 自動化拆片技術(shù)、LiFePO4材料再生利用技術(shù)和電池拆解過程中的環(huán)境安全控制。需要進(jìn)行全自動拆解設(shè)備的技術(shù)開發(fā)。
近幾年我國新能源汽車得到了快速發(fā)展，與此同時產(chǎn)生廢舊電池也在快速增長，對廢舊鋰電池進(jìn)行回收再利用，不但是環(huán)境保護(hù)的要求，同時也有利于資源循環(huán)利用。國內(nèi)外在動力電池的梯次利用方面已經(jīng)進(jìn)行了有益的工作，但在鋰電拆解及循環(huán)再制造技術(shù)的研究方面還處于初級階段，需要進(jìn)行技術(shù)開發(fā)及技術(shù)創(chuàng)新。
