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(shí)際上在國(guó)內(nèi)很快形成了梯次利用市場(chǎng)
2020/4/19 16:54:43 點(diǎn)擊：765
廢舊鋰電池的梯次利用
2017年初開(kāi)始一些小型企業(yè)將動(dòng)力電池包拆解得到電池單體進(jìn)行批發(fā)，作為移動(dòng)光源如手電筒、五金工具及低速電動(dòng)車(chē)的電源使用。2017年開(kāi)始至少有10家以上的小型企業(yè)進(jìn)行該經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。早期確定的廢舊動(dòng)力電池梯次利用方向，作為儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)廢舊動(dòng)力電池梯次利用，還沒(méi)有得到實(shí)質(zhì)性的推廣。
1.國(guó)內(nèi)梯次利用進(jìn)展
早期我國(guó)廢舊動(dòng)力電池的梯次利用以儲(chǔ)能系統(tǒng)作為主要發(fā)展戰(zhàn)略，中國(guó)電科院、國(guó)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(dòng)力電池梯次利用示范工程。國(guó)內(nèi)幾個(gè)典型的動(dòng)力電池梯次利用示范工程見(jiàn)表1。但這些示范工程以后，多數(shù)沒(méi)有進(jìn)行商業(yè)性運(yùn)營(yíng)。
2.國(guó)外梯次利用進(jìn)展
國(guó)外的梯次利用主要也以儲(chǔ)能為主，日產(chǎn)汽車(chē)和住友集團(tuán)合資的4R Energy公司，將日產(chǎn)leaf氣車(chē)的二手電池用于家庭和商業(yè)儲(chǔ)能設(shè)備；夏普公司開(kāi)發(fā)了智能功率調(diào)節(jié)器，以使車(chē)載動(dòng)力電池可以用于家庭電源管理；同時(shí)美國(guó) 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(guó)Tesla Energy、通用公司及ABB集團(tuán)，德國(guó)BOSCH、BMW等公司也開(kāi)展了梯次利用的實(shí)踐。
3.梯次利用市場(chǎng)
我國(guó)自2011年以來(lái)，動(dòng)力鋰電池的市場(chǎng)規(guī)模也越來(lái)越大，2009-2016年我國(guó)累計(jì)生產(chǎn)新能源車(chē)達(dá)到近100萬(wàn)輛，實(shí)際上2016年底我國(guó)新能源汽車(chē)動(dòng)力電池累計(jì)報(bào)廢量約為2萬(wàn)～4萬(wàn)t，據(jù)估算2018年我國(guó)電池報(bào)廢量將17.5萬(wàn)t，廢舊動(dòng)力鋰電池回收價(jià)值將50億元以上，2020年回收市場(chǎng)價(jià)值將達(dá)到100億元人民幣。
同時(shí)移動(dòng)光源、五金工具及低速電動(dòng)車(chē)的電源方面對(duì)于退役鋰離子電池有著巨大的市場(chǎng)需求，估計(jì)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(chǎng)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(shí)間需要報(bào)廢，即使進(jìn)行梯次利用，最終也要報(bào)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(wú)法回收廢舊電池中的有價(jià)材料及成分，即使進(jìn)行分離，也無(wú)經(jīng)濟(jì)意義。因此回收企業(yè)應(yīng)著力開(kāi)展廢舊鋰電池的拆解的技術(shù)開(kāi)發(fā)。
對(duì)于大容量三元材料電池處于安全考慮，還沒(méi)有進(jìn)行規(guī)模化拆解回收實(shí)踐，而對(duì)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(jiàn)圖1。
關(guān)于破碎分選工藝，河南一些小型機(jī)加工廠開(kāi)發(fā)了500kg/h～1t/h的拆解系統(tǒng)（圖2），廢舊鋰電池有價(jià)組分回收利用率達(dá)90%以上，正對(duì)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(bào)道中航鋰電(洛陽(yáng))有限公司建立了全自動(dòng)化鋰動(dòng)力電池拆解回收示范線。該示范線可對(duì)鋰動(dòng)力電池中銅鋁金屬回收率高達(dá)98%，正極材料回收率超過(guò)90%。這項(xiàng)技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平，并獲得2016年河南省重大專(zhuān)項(xiàng)600萬(wàn)元專(zhuān)項(xiàng)資金支持。
磷酸鐵鋰（LiFePO4）動(dòng)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(jiàn)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(dòng)化拆解LiFePO4動(dòng)力電池仍存在4大難題：自動(dòng)化拆殼技術(shù)、 自動(dòng)化拆片技術(shù)、LiFePO4材料再生利用技術(shù)和電池拆解過(guò)程中的環(huán)境安全控制。需要進(jìn)行全自動(dòng)拆解設(shè)備的技術(shù)開(kāi)發(fā)。
近幾年我國(guó)新能源汽車(chē)得到了快速發(fā)展，與此同時(shí)產(chǎn)生廢舊電池也在快速增長(zhǎng)，對(duì)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(shí)也有利于資源循環(huán)利用。國(guó)內(nèi)外在動(dòng)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(jí)階段，需要進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)及技術(shù)創(chuàng)新。
