动力电池回收利用浅析

2017-12-28 11:17:27 来源:新材料产业作者:孙嘉遥郭双桃　点击量：评论 (0)

能源是社会发展的动力，现代文明的基石。然而，传统化石能源过度消耗引起的能源危机和粗放使用带来的环境污染，成为困扰社会健康发展亟待解决的难题。新能源电动汽车在降低石油依赖和缓解大气污染方面，具有很大

四、锂离子电池回收技术

电池回收采用先梯次利用后再生利用的原则(见图3)，对于轻度报废电池，经过筛分、拆解、重组后贴上梯次利用标签，可再用于储能系统、路灯、UPS电源、低速电动车等领域[4]。经多次利用重度报废后通过拆解再生，回收其中的电极材料，尤其是钴(Co)、镍(Ni)、锂(Li)等贵金属。

电池管理系统BMS是动力电池梯次利用的核心：一方面，不同厂商生产的动力电池规格尺寸、组成成分、电压容量都有差别;另一方面，即使同一厂家、同一批次的电池也存在一定的不一致性，而这种不一致性在使用一段时间后进一步放大对电池成组和再利用提出了更大的挑战。相比而言，现在回收企业技术研究的重点更在于电极材料或者贵重金属的回收。梯次利用主要用于储能和工况要求不高的场合，只要做好分类重组，完全可以做到资源的充分利用。因此，应优先考虑梯次利用，后再生利用。

图3 废旧电池回收产业链

电池正极的材料成本占据单体电池成本1/3以上，而由于负极目前采用石墨等碳材料较多，钛酸锂Li4Ti5O12和硅碳负极Si/C应用较少，所以目前电池的回收技术主要针对的是电池正极材料回收，相应流程如图4。

图4 废旧电池回收工艺流程图

废旧电池存在一定的安全隐患，所以在拆解回收之前，需提前对其进行预放电至安全电压。废旧电池经放电、拆解、破碎等预处理工艺后，可实现动力电池的外壳剥离和初步回收。在接下来的金属/电极材料分离、提取、回收过程中，根据回收原理不同，可细分成物理、化学、生物3种方法(见表1)，也分别称为干法、湿法和生物浸出法。

表1 电池回收工艺分类及特点

五、锂离子电池回收模式

行业竞争多样性和动力电池种类、价格多样性，决定了销售模式和回收模式的多样性。在不同销售模式下，动力电池的所有权不同，也意味着回收责任和电池回收参与者身份不同。根据回收企业主体不同，可将动力电池回收分为3种模式(如图5所示)，即：生产商回收模式、行业联盟回收模式、第3方回收模式，这3种模式的特点对比见表2。

图5 废旧电池回收3种模式

表2 3种电池回收模式分析及特点

电池生产商作为电池回收主要承担者，由于对回收产品十分熟悉，回收成本小，再利用难度低，但是也存在一定的问题。对于小企业来说，回收渠道小，且难以保证稳定的废旧电池货源，对回收带来了很大的挑战。目前来看，行业联盟回收是一种比较经济的回收模式，覆盖范围大，影响力高、回收渠道多，但是在行业体系不够完善，电池回收相关标准不够明确情况下，存在一定的操作难度，相应的回收模式比较见表2。

六、结语

虽然我国动力电池回收起步较晚，动力电池产业未来也具有很多不确定性，但是动力电池回收是推动新能源汽车产业可持续发展不可或缺的一环，具有重要的经济、环保、可持续发展意义，值得全社会的关注。

文/孙嘉遥1 郭双桃2

11.深圳协德科技有限公司

2.清华大学深圳研究生院新材料研究所

原标题:动力电池回收利用浅析