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湿法回收技术突破&锂价高位运行,磷酸铁锂电池回收行业经济性有所改善

发布时间:2022-08-23  来源:立鼎产业研究网  点击量: 2455 

动力电池拆解回收技术路线多样,湿法回收为行业主流。目前对于退役动力电池的处理主要为梯次利用以及拆解回收。其中梯次利用则是将退役动力电池应用于通信电源、移动电源以及低速电动车等对电池性能要求相对较低的领域,而拆解回收则是将退役动力电池进行拆解并经历一系列工序实现材料回收。拆解回收方法主要分为物理法、化学法以及生物法,其中物理修复法成本低,但对精细拆解的要求较高;湿法回收产品纯度高,但回收工艺复杂;火法冶金回收工艺简单但能耗较高,生物法处于发展初期,暂无商业化应用。从现有《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》上的企业来看,湿法回收为目前行业内的主流回收途径。

动力电池拆解回收主流技术介绍


资料来源:深圳电源技术协会

部分动力电池回收白名单企业回收路线情况


资料来源:各公司公告

湿法回收本质为分离提纯,磷酸铁锂电池回收产物以锂、铜盐为主。湿法回收,是通过使用适当的酸碱溶剂将电极片或电极粉料溶解到液体里,再进行分离萃取、沉淀分离,获取相应的金属化合物,其重要部分在于浸取过程,即用无机酸或有机酸作为浸取剂,双氧水等作为还原剂将电极固体金属以离子的形式转移到酸溶液中。以《动力电池梯次利用场景和回收技术经济性研究》为例,对废旧锂离子电池进行分选分类后,分别进行去壳、还原浸取、溶液萃取等步骤,从而提取出各类有价金属盐。目前,磷酸铁锂电池回收产物主要包括:锂盐、铜盐、铝金属、负极石墨等。

以往回收工艺未成熟,三元较磷酸铁锂回收具备经济性。《废旧磷酸铁锂电池回收技术研究进展》中指出使用湿法技术路线,锂无法实现完全回收(锂的回收率往往在90%以下),磷、铁的回收效果差,加之大量的辅料投入,是造成使用湿法技术路线难以实现盈利的主要原因。磷酸铁锂电池与三元材料电池差距主要在于正极材料的价值量,三元正极可回收镍、钴、锰、锂等高价值金属,而磷酸铁锂电池仅能回收锂金属,同时回收产物往往是杂质较多的锂盐,无法做到电池级的碳酸锂或者氢氧化锂,因此经济性较低。

行业湿法回收技术突破&锂价高位运行,磷酸铁锂电池回收经济性有所改善。在拆解方面,格林美、邦普等企业开发自动化拆解成套工艺;湿法回收方面,邦普开发了“定向循环和逆向产品定位”工艺,格林美开发了“液相合成和高温合成”工艺。回收行业已具备较成熟的设备和工艺,磷酸铁锂电池回收成本与整体经济性有所改善。同时锂价高位,碳酸锂回收具有良好的经济效益,还有部分先进企业可以回收有高价值的磷酸铁,经济性大幅提高。

湿法拆解工艺流程


资料来源:CNKI

退役磷酸铁锂电池梯次利用场景多样,在通信基站领域具备较高性价比。梯次利用本质是将退役电池的使用寿命延长,当动力电池的容量降为初始容量的80%时,不再适用于汽车动力,但可以用于电网储能、低速电动车、通信基站等储能领域,而当退役动力电池性能进一步下降到初始容量的50%以下时,电池无法继续使用,则将电池进行拆解回收。随着我国通讯技术的快速发展,通讯基站对电池的需求量也逐年上升,目前我国通讯基站多采用铅酸电池作为备用电源,而锂离子电池在循环寿命、能量密度以及高温性能方面具有明显优势,因此将退役磷酸铁锂电池应用在通信基站领域,将具有很大优势。根据《动力电池梯次利用场景与回收技术经济性研究》测算,若将循环寿命为500次,能量密度为40Wh/kg,市场价格为10000/t的铅酸电池的性价比视为1,则具有440次循环寿命,能量密度60Wh/kg的梯次重组磷酸铁锂电池的性价比约为1.2,退役磷酸铁锂电池性价比优于铅酸电池。


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